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混凝土面板堆石坝作为我国近年来发展最快的坝型之一,目前已成为许多水利工程的首选坝型。由于大坝的失事会对国家和人民的财产和安全造成重大的损失,因此大坝安全监测是必不可少的,而大坝的变形监测则是大坝安全监测的重要组成部分。对于混凝土面板堆石坝,其面板的挠度变形和坝体的沉降能够最直观的反映出大坝的运行状况,对其进行监测具有重要的意义。但是,随着混凝土面板堆石坝坝高的增加,由于常规监测仪器存在以点代面、成活率低等缺陷,逐渐不能满足监测需求;同时光纤陀螺系统经过多年的工程应用,监测技术已经较为成熟,可靠性得到证明。在此基础上,本文提出运用磁惯导系统监测面板堆石坝坝体沉降和面板挠度的方法,对磁惯导系统应用于监测大坝变形的一些问题进行了研究,并将之首次应用于猴子岩大坝在蓄水期间的坝体沉降和面板挠度监测,主要内容有: 1)集成了可用于130mm直径运行管道的磁惯导系统监测仪器,实现了监测仪器的小型化、轻便性、经济性;开发了一套监测仪器测量信息的解析软件,成功的将监测信息解析为所需要的姿态信息。 2)利用集成的磁惯导系统监测仪器进行了可行性实验研究分析,验证了集成的磁惯导系统监测仪器应用于大坝变形监测的可行性。 3)对于常用的基于卡尔曼滤波的捷联算法进行了改进,实现了磁惯导系统中三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁传感器的优势互补,对测量误差进行了修正。 4)将磁惯导系统成功的运用到了猴子岩面板堆石坝蓄水期的变形监测中,得到了猴子岩大坝在蓄水期间的坝体沉降和面板挠度。它突出的分布式特点和较低的价格,为高面板堆石坝的安全监测开辟了新的途径。通过分别将磁惯导系统的监测成果与常规水管式沉降仪测得的坝体沉降和光纤陀螺系统测得的面板挠度进行对比,进一步验证了磁惯导系统监测大坝变形的可靠性,且满足工程精度要求。