A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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A contribution to monitoring of embankment dams by means of distributed fibre optic measurements
In den Strukturen des Grund- und Wasserbaus können überall dort, wo Erdstoffe durchströmt werden, durch innere Erosion bedingte Schäden bis hin zu Dammbrüchen auftreten. Trotz umfangreicher Forschungsarbeiten bleibt das aus der inneren Erosion resultierende Gefährdungspotential nach wie vor relativ hoch. Das liegt nicht zuletzt daran, dass die zeitlich verzögerten Vorgänge bei innerer Erosion mit bisherigen Überwachungssystemen nur sehr spät erkennbar sind. Die Arbeit ist ein Beitrag zur Entwicklung eines Messsystems basierend auf verteilten faseroptischen Messungen, welches die ganzheitliche Überwachung der Durchströmung und die Früherkennung von Erosionsvorgängen im Innern von Staudämmen und deren Gründung ermöglichen soll. Der Nachweis der Anwendbarkeit und Funktionstüchtigkeit eines solchen Messsystems konnte durch Grundlagenversuche, in denen die zur erwartenden Belastungen des Glasfaserkabels simuliert wurden, erbracht werden. Des Weiteren wurden zur Ergänzung bestehender Datensätze, Versuche zur Leckageortung und verteilten Filtergeschwindigkeitsmessung mit verschiedenen Kabeln und Böden durchgeführt. Im Hinblick auf die frühzeitige Erkennung von Setzungstrichtern und Auflockerungszonen beinhaltete das Versuchsprogramm zudem Grundlagenversuche zur verteilten faseroptischen Dehnungsmessung. Zudem werden zwei Beispiele aus der Praxis vorgestellt bei denen kürzlich Überwachungssysteme installiert wurden, welche auf verteilten faseroptischen Temperaturmessungen beruhen.
Seepage through earth and hydraulic structures poses a substantial risk of damage including dam breach due to internal erosion. Despite extensive research in the field of internal erosion, the potential hazards resulting from internal erosion remain relatively high. One of the reasons is that conventional monitoring systems can only detect the time delayed processes of internal erosion when they are already far advanced The presented work is a contribution to the development of a monitoring system which is based on distributed fibre optic measurements for holistic monitoring of seepage and early detection of internal erosion in embankment dams and their foundations. The proof of the applicability and general functioning of such a monitoring system could be provided by the results of laboratory tests in which the fibre optic cable was exposed to the expected loads. Furthermore, laboratory tests for leakage detection and distributed filter velocity measurements were carried out with different types of fibre optic cables and different soils to complement existing data. With regard to the early detection of sink holes and low stress zones, the laboratory testing program included experiments on distributed fibre strain sensing. Moreover, recent installations of monitoring systems based on distributed fibre optic temperature measurements in embankment dams are presented.
A contribution to monitoring of embankment dams by means of distributed fibre optic measurements
In den Strukturen des Grund- und Wasserbaus können überall dort, wo Erdstoffe durchströmt werden, durch innere Erosion bedingte Schäden bis hin zu Dammbrüchen auftreten. Trotz umfangreicher Forschungsarbeiten bleibt das aus der inneren Erosion resultierende Gefährdungspotential nach wie vor relativ hoch. Das liegt nicht zuletzt daran, dass die zeitlich verzögerten Vorgänge bei innerer Erosion mit bisherigen Überwachungssystemen nur sehr spät erkennbar sind. Die Arbeit ist ein Beitrag zur Entwicklung eines Messsystems basierend auf verteilten faseroptischen Messungen, welches die ganzheitliche Überwachung der Durchströmung und die Früherkennung von Erosionsvorgängen im Innern von Staudämmen und deren Gründung ermöglichen soll. Der Nachweis der Anwendbarkeit und Funktionstüchtigkeit eines solchen Messsystems konnte durch Grundlagenversuche, in denen die zur erwartenden Belastungen des Glasfaserkabels simuliert wurden, erbracht werden. Des Weiteren wurden zur Ergänzung bestehender Datensätze, Versuche zur Leckageortung und verteilten Filtergeschwindigkeitsmessung mit verschiedenen Kabeln und Böden durchgeführt. Im Hinblick auf die frühzeitige Erkennung von Setzungstrichtern und Auflockerungszonen beinhaltete das Versuchsprogramm zudem Grundlagenversuche zur verteilten faseroptischen Dehnungsmessung. Zudem werden zwei Beispiele aus der Praxis vorgestellt bei denen kürzlich Überwachungssysteme installiert wurden, welche auf verteilten faseroptischen Temperaturmessungen beruhen.
Seepage through earth and hydraulic structures poses a substantial risk of damage including dam breach due to internal erosion. Despite extensive research in the field of internal erosion, the potential hazards resulting from internal erosion remain relatively high. One of the reasons is that conventional monitoring systems can only detect the time delayed processes of internal erosion when they are already far advanced The presented work is a contribution to the development of a monitoring system which is based on distributed fibre optic measurements for holistic monitoring of seepage and early detection of internal erosion in embankment dams and their foundations. The proof of the applicability and general functioning of such a monitoring system could be provided by the results of laboratory tests in which the fibre optic cable was exposed to the expected loads. Furthermore, laboratory tests for leakage detection and distributed filter velocity measurements were carried out with different types of fibre optic cables and different soils to complement existing data. With regard to the early detection of sink holes and low stress zones, the laboratory testing program included experiments on distributed fibre strain sensing. Moreover, recent installations of monitoring systems based on distributed fibre optic temperature measurements in embankment dams are presented.
A contribution to monitoring of embankment dams by means of distributed fibre optic measurements
Goltz, Matthias (author)
Forum Umwelttechnik und Wasserbau ; 15 ; 1-155
2012
155 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Theses
English
A contribution to monitoring of embankment dams by means of distributed fibre optic measurements
| UB Braunschweig | 2012
| British Library Conference Proceedings | 1995
| Springer Verlag | 2015