Chỉ dẫn Quan trắc và thiết bị quan trắc đập, hồ chứa nước [Bài 4- Quan trắc dịch chuyển]

2.3      Dịch chuyển của thân đập [Bài 4]

Dịch chuyển (biến dạng) của thân đập theo các hướng khác nhau xảy ra ở tất cả các đập. Dịch chuyển ngang xảy ra theo hướng thượng lưu - hạ lưu, nhưng cũng có thể xảy ra dọc theo tim đập (thường là từ hai vai vào phần sâu nhất ở lòng sông). Nó có thể liên quan đến chuyển động của toàn bộ đập, tác động đến thân đập hoặc nền của nó, hoặc một bộ phận của đập liên quan đến một phần khác. Dịch chuyển thẳng đứng của đỉnh đập có thể được gây ra bởi hiện tượng cố kết của bản thân vật liệu đắp đập, hoặc của nền được gọi là độ lún. Dịch chuyển thẳng đứng cũng có thể xảy ra theo hướng lên trên (đặc biệt là ở khu vực mép thượng lưu hay hạ lưu của thân đập), do áp lực đẩy nổi hoặc đất đắp có tính trương nở. Sự thay đổi cao độ của mực nước hồ chứa có thể có ảnh hưởng đăng kể đến các chuyển động này.

Khi phân tích ứng xử và đánh giá độ an toàn của đập, điều cần thiết là phải theo dõi cẩn thận các giá trị dịch chuyển. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các đập bê tông, nơi mà ngay cả những thay đổi nhỏ về vị trí cũng có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng. Phép đo dịch chuyển trong đập bê tông được thực hiện bằng một số thiết bị  khác nhau bao gồm thiết bị dây dọi, máy đo độ nghiêng, giãn kế, thiết bị đo biến dạng, thiết bị đo độ mở khe. Các thiết bị này có thể phát hiện các chuyển động tương đối giữa các bộ phận của đập hoặc giữa đập và nền đập. Dich chuyển  tuyệt đối của đập thường đo bằng phương pháp trắc đạc mà mốc chuẩn được bố trí ở khu vực xa bên ngoài đập nơi được coi như không chịu tác động của đập và tải trọng nước hồ.

Trong các đập vật liệu địa phương, các dịch chuyển chính cần theo dõi bao gồm độ lún của nền và thân đập, và các biến dạng thẳng đứng và ngang bên trong thân đập và nền của nó. Dụng cụ đo dịch chuyển của thân đập bao gồm cảm biến đo độ lún, tấm đo lún, máy đo độ nghiêng (inclinometer), giãn kế (extensometer), mốc bề mặt và thiết bị trắc đạc khác nhau.

2.3.1 Các loại dịch chuyển

Tất cả các kết cấu đều bị dịch chuyển do tác động của tải trọng bên ngoài. Thân đập vật liệu địa phương bị lún và phát triển theo thời gian là do kết quả của quá trình cố kết sơ cấp và lún thứ cấp của thân đập đập và độ lún nền đập do trọng lượng bản thân của đập gây ra. Thân đập vật liệu địa phương cũng bị biến dạng do tải trọng bên ngoài do nước hồ chứa tạo ra, nước rút nhanh, động đất, nền đập thuộc loại đất sét trương nở hay sự xuất hiện xói ngầm trong thân đập. Các đập bê tông bị biến dạng do các tải trọng bên trong như áp lực nước, quá trình làm mát và phản ứng kiềm của bê tông; và từ tải trọng bên ngoài gây ra bởi không khí và nhiệt độ nước hồ, bức xạ mặt trời, mực nước hồ chứa, áp lực nước đẩy ngược, gió, động đất, phá hoại, nước tràn, đất sét trương nở và lún nền.

Các dịch chuyển nói trên do tải trọng gây ra là bình thường nếu những giá trị dịch chuyển nằm trong giới hạn cho phép và không gây ra sự cố cho kết cấu đập. Đập vật liệu địa phương mềm hơn kết cấu bê tông và có thể chịu được các dịch chuyển lớn hơn mà không gây hư hỏng cho đập. Do đó, các phép đo dịch chuyển bề mặt của đập vật liệu địa phương cho phép kém chính xác hơn so với phép đo cho đập bê tông. Sự thay đổi hướng đột ngột hoặc hoặc tăng tốc giá trị dịch chuyển bề mặt đập có thể là dấu hiệu của các vấn đề đang phát triển.

Dịch chuyển được chia thành ba loại: dịch chuyển bề mặt, dịch chuyển bên trong và chuyển động giữa các khối đập hoặc vết nứt. Do dịch chuyển có thể xảy ra theo bất kỳ hướng nào, nên các phép đo theo ba hướng vuông góc với nhau là cần thiết để mô tả hướng của vectơ dịch chuyển một cách chính xác. Thông thường khi đo dịch chuyển của đập, người ta thường đo theo ba phương: thẳng đứng, thượng – hạ lưu và theo tim đập. Khi dịch chuyển theo một hoặc nhiều phương trong ba hướng trên là không đáng kể, có thể bỏ qua việc đo theo các hướng đó.

Các phần phụ sau đây mô tả các dụng cụ được sử dụng để đo chuyển động của đập. ASCE (2000), Bartholomew và Haverland (1987), Bartholomew et al. (1987), ICOLD (1988, 1989, 1992 và 2000), USACE (1980 và 1995), USBR (2014), USSD (2002), ISO (2015 và 2016).  Tiêu chuẩn TCVN 9360:2012 “Quy trình kỹ thuật xác định độ lún công trình dân dụng và công nghiệp bảng phương pháp đo cao hình học” có đề cập chi tiết đến vấn đề này.

2.3.2 Dịch chuyển bề mặt

Dịch chuyển bề mặt là sự thay đổi theo phương thượng – hạ lưu và theo tim đập được đo bằng các thiết bị trắc đạc giữa các mốc quan trắc gắn trên thân đập và các mốc chuẩn coi như không bị dịch chuyển nằm xa đập.

2.3.2.1 Thiết bị đo dịch chuyển bề mặt (level surveys)

Độ lún có thể đo bằng các thiết bị trắc đạc bằng các máy đo cao độ quang học hay điện tử là phổ biến nhất. Dịch chuyển ngang được đo bằng máy kinh vĩ hay máy đo khoảng cách điện tử. Ở các đập thẳng, có thể đo dịch chuyển ngang bằng kỹ thật đường ngắm. Thiết bị đo đạc máy toàn đạc tích hợp hiện đại có thể được liên kết với máy tính và có thể cho kết quả chính xác đến vài mm.

Các mốc đo (mốc mặt) được bố trí cố định trên đỉnh hoặc mái của đập. Đối với đập vật liệu địa phương mốc có thể là một khối bê tông có cắm một thanh thép chôn trong đất. Đối với đập bê tông có thể gắn trực tiếp vào bê tông, Hình 2-13 mô tả mốc mặt lắp trên đập bê tông.

Hình 2‑13 Mốc quan trắc cho đập bê tông

Các phương pháp đo và thiết bị đo cho đập vật liệu địa phương phải đủ chính xác để nhận biết độ dịch chuyển ít nhất là 3 mm. Một mốc bằng khối bê tông thông thường cố định trong thân đập là đủ đủ. Đối với đập bê tông, phương pháp và thiết bị đo cần phải có độ chính xác đo tốt hơn để có thể phân biệt được dịch chuyển ít nhất là 3 mm. Cấp chính xác và thước đo có độ chia micromet là cần thiết cho phương pháp đo cho đập bê tông.

Đo cao độ bằng trắc đạc là phương pháp đơn giản và chính xác nhất để đo lún của đập. Một hạn chế của phương pháp trắc đạc là chi phí nhân công và thời gian đo, mặc dù thiết bị thiết bị đo hiện đại đã giảm thời gian cần thiết để thực hiện công tác hiện trường và xử lý số liệu trong phòng.

2.3.2.2            Phương pháp hướng chuẩn

Dịch chuyển ngang của các mốc quan trắc có thể được đo dưới dạng xác định vị trí điểm đo  chênh lệch so với đường cơ sở, đường cơ sở này được gọi là hướng chuẩn. Các điểm đo này cũng được sử dụng cho quan trắc lún. Phương pháp và thiết bị được sử dụng phụ thuộc vào loại đập và độ chính xác mong muốn.

Đối với đập vật liệu địa phương, một hoặc nhiều đường/tuyến đo được bố trí theo một đường thẳng tương đối trên đỉnh và trên mái đập, song song với nhau. Trên các tuyến đo là các mốc đo bố trí trên thân đập. Mốc gắn thiết bị và mục tiêu được bố trí ở hai đầu tuyến các tuyến đo bên ngoài đập, được coi là mốc chuẩn. Một máy kinh vĩ được gắn vào mốc chuẩn và hướng vào mốc  mục tiêu (là mốc chuẩn đối diện), đây là đường cơ sở. Dịch chuyển ngang của một điểm dựa trên sự thay đổi khoảng cách từ điểm đo đến đường cơ sở giữa các lần đo khác nhau. Khoảng cách chênh lệch từ đường ngắm đến mỗi điểm đo được tìm thấy bằng cách sử dụng dây dọi và thước đo có độ chia đến milimet. Thông thường, phương pháp và thiết bị đo phải đủ chính xác để nhận biết dịch chuyển ≤ 3 mm.  

Đối với đập bê tông, quy trình cũng tương tự như cho đập vật liệu địa phương. Các phép đo này còn được gọi là đo chuẩn trực. Các điểm đo được cố định dọc theo các đường thẳng trên đỉnh và nếu cần thiết có thể bố trí trên mái đập. Các điểm đo được cố định trong bê tông đập. Mốc chuẩn gắn máy kinh vĩ  và mục tiêu được thiết lập bên ngoài giới hạn của đập ở đầu các tuyến của điểm đo. Các mốc chuẩn thường là những ống thép đổ đầy bê tông có đường kính 200 đến 250 mm được chôn sâu xuống đất ít nhất 3 m. Hình 2-14 minh họa nguyên lý của phương pháp đo.

Hình 2‑14 Phương pháp hướng chuẩn

Đỉnh của mốc chuẩn có một tấm thép có khoan một lỗ ren để gắn máy kinh vĩ. Mốc chuẩn đối diện cũng có lỗ ren để gắn mốc mục tiêu. Đường ngắm được đo bằng máy kinh vĩ có độ chính xác cao gắn trên mốc chuẩn dụng cụ và ngắm đến mục tiêu được đặt trên đài kỷ niệm mục tiêu. Các sai lệch từ đường cơ sở được đo bằng một thước có độ chia đến milimet gắn từ điểm đo đến đường ngắm chuẩn. Thông thường, các phương pháp và thiết bị khảo sát phải đủ chính xác để nhận biết chuyển động khoảng 3 mm.

Phương pháp hướng chuẩn là phương pháp đơn giản và chính xác nhất để đo dịch chuyển ngang cho đập thẳng. Ứng dụng của chúng bị hạn chế đối với các đập cong, đập có hình dạng bất thường hoặc ở những nơi mà đường ngắm bị hạn chế vì số lượng điểm đo dọc theo một đường bất kỳ là nhỏ. Một hạn chế của khảo sát hướng tuyến là chi phí lao động, mặc dù thiết bị khảo sát hiện đại đã giảm thời gian cần thiết để thực hiện công tác hiện trường sát và xử lý dữ liệu

2.3.2.3 Phương pháp đo lưới tam giác

Dịch chuyển ngang còn có thể đo bằng phương pháp đo lưới tam giác. Trong phương pháp này, một hệ thống mốc quan trắc được đặt trên bề mặt của đập (mặt đỉnh và mặt hạ lưu), cũng như trên các cấu trúc phụ (Hình 2-15). Hệ thống yêu cầu một mạng lưới các mốc chuẩn cơ sở để đặt máy và một đường cơ sở ở hạ lưu đập. Các vị trí đặt máy phải được định vị để có thể ngắm đến nhiều mục tiêu đo nhất. Số lượng vị trí đặt máy được quyết định bởi trạng thái và địa hình của vùng đất xung quanh.

Hình 2‑15 Mặt bằng lưới đo tam giác: (1) Các điểm quan trắc; (2) Điểm đặt máy đo; (3) Đường cơ sở; (4) Đường cơ sở tính toán; (5) Đường ngắm

Thiết bị đo phải có độ chính xác thích hợp và được thực hiện bởi các kỹ thuật viên được đào tạo bài bản, có kinh nghiệm và tay nghề cao. Kết quả đo là  biến dạng của đập so với các mốc chuẩn ở bên ngoài đập. 

Việc đo lún của đập, phải có các điểm chuẩn được bố trí đủ xa ở vị trí được coi là không bị ảnh hưởng bởi độ lún tạo ra bởi đập hoặc tải trong nước hồ. Thiết bị đo cũng đòi hỏi có độ chính xác thích hợp.

2.3.2.4 Phương pháp đo góc cạnh và ba cạnh

Phương pháp đo lưới tam giác được dựa trên các nguyên tắc lượng giác của tam giác để đo vị trí của các điểm trên đập. Trong phương pháp này, các góc tới một điểm đo trên đập được tính từ hai vị trí trên đường cơ sở. Sử dụng khoảng cách đã biết giữa và độ cao các mốc của đường cơ sở, tam giác giữa ba điểm được giải bằng phương trình lượng giác để tìm vị trí (ngang  và đứng) của điểm đo. Các góc được đo bằng máy kinh vĩ chính xác.

Trong phương pháp đo cạnh, khoảng cách giữa một điểm cần đo trên đập và hai vị trí trên đường cơ sở được đo. Sử dụng khoảng cách đã biết giữa ba điểm và độ cao của các mốc của đường cơ sở, tọa độ của điển đo được xác định. Phương pháp đo cạnh là chính xác hơn phương pháp đo góc, do khoảng cách có thể đo chính xác hơn đo góc. 

Khoảng cách được đo bằng máy toàn đạc điện tử hay máy kinh vĩ điện tử có tích hợp bộ phận đo khoảng cách điện tử (EDM-Electronic Distance Measurement). Bộ phận đo khoảng cách điện tử được làm việc theo nguyên lý đo thời gian từ một nguồn sáng (laser) đến gương phản xạ và quay lại, sau đó nhân với tốc độ ánh sáng. Kết quả đo có độ chính xác cực cao. Các phép đo phải được hiệu chỉnh đối với áp suất khí quyển, nhiệt độ và độ cong của trái đất.

Các mốc cơ sở giống như các mốc được sử dụng trong phương pháp đường ngắm chuẩn cho các đập bê tông. Phương pháp đo lưới tam giác là hợp lý khi các điểm đo không nằm dọc theo một đường thẳng hoặc khi các đường ngắm bị che khuất. Công tác đo này đòi hỏi một đội ngũ có kinh nghiệm. hạn chế của phương pháp là chi phí nhân công, chi phí thiết lập đường cơ sở, cần thiết bị chuyên dụng và tính toán phức tạp.

2.3.2.5 Chuẩn trực

Phương pháp đường ngắm chuẩn (chuẩn trực) , đo lưới tam giác và đo lún là các kỹ thuật được sử dụng để đo dịch chuyển của các điểm trong đập liên quan đến các điểm tham chiếu bên ngoài đập.

Các phép đo chuẩn trực được thực hiện bằng máy kinh vĩ tại các điểm đo ở đỉnh đập. Hai trụ làm chuẩn bên ngoài có cao độ cao hơn đỉnh đập, một để bố trí máy kinh vĩ , và một trụ kia là mục tiêu lập đường ngắm chuẩn. Hai điểm này được đặt sao cho đường ngắm giữa chúng đi qua các vị trí trên đỉnh đập nơi các phép đo sẽ được thực hiện. Cần có nhiều trụ mục tiêu hơn tại các đập vòm vì độ cong của đỉnh đập (Golzé 1977). Ba đến bốn điểm đo thường được lắp đặt để xác dịnh giá trị dịch chuyển ngang và kết quả được kết hợp với các kết quả của thiết bị đo dọi.

Dịch chuyển bên trong thân đập

Dịch chuyển của đập cũng hình thành bên trong thân đập, cũng bao gồm các dịch chuyển ngang và thẳng đứng. Đây cũng là các đại lượng cần xác định. 

Độ lún bên trong của thân đập vật liệu địa phương và nền đập có thể được đo bằng nhiều loại thiết bị khác nhau bao gồm tấm đo lún (settlement plate), thiết bị giãn kế từ (magnet extensometer), giãn kế đa điểm (multipoints extensometer), thiết bị cân bằng chất lỏng, cảm biến độ lún khí nén,  và nhiều loại khác cơ học khác. 

Các chuyển động ngang bên trong của đập vật liệu địa phương thường được đo bằng thiết bị đo độ nghiêng (inclinometer) và thiết bị giãn kế đa điểm (extensometer). Các chuyển động bên trong của kết cấu bê tông có thể được đo bằng thiết bị dây dọi (pendulum), thiết bị đo độ dịch chuyển ngang theo độ sâu (inclinometer), thiết bị đo độ nghiêng (tiltmeter) và thiết bị giãn kế (extensometer).

2.3.2.6 Thiết bị đo dịch chuyển ngang theo nguyên lý quả dọi

Dịch chuyển ngang của đập bê tông có độ cao lớn có thể đo được bằng thiết bị làm việc theo nguyến lý quả dọi được gọi là thiết bị dây dọi (Hình 2-16).

Thiết bị này có hai loại: Dọi thuận + Dọi nghịch

Hình 2‑16 Thiết bị đo dịch chuyển ngang theo nguyên lý quả dọi

Thiết bị dọi thuận gồm 1 quả dọi treo bằng một dây thép được cố định từ trên cao (vị trí lựa chọn). Quả dọi nằm dưới mặt phẳng dưới của một thiết bị đọc. Quả dọi được nằm trong chất lỏng  có đặc tính làm chậm dịch chuyển. Thiết bị đọc được mô tả trong hình 2-17, là một hộp ở giữa có ô trống hình vuông  mà dây dọi dao động trong khoảng này. Kích thước của ô trống là khoảng dịch chuyển cho phép ghi đo, hay độ dịch chuyển của công trình. Thông thường khi lắp đặt, dây dọi được định vị ở giữa ô trống, như vậy khoảng dịch chuyển lớn nhất của dây dọi bằng một nửa kích thức cạnh ô trống.

Hình 2‑17 Thiết bị ghi đo của RST

Con lắc nghịch là ngược lại với thuận, trong đó dây dọi được cố định dưới đáy công trình. Dây dọi được kéo căng thẳng đứng lên trên cao bằng một hệ thống đặc biệt gồm một phao đặt trong một thùng chứa chất lỏng ngăn cản dịch chuyển của phao, sự căng của dây được thực hiện bằng lực đẩy nối của phao. Bình chứa chất lỏng có cấu tạo đặc biệt cho phép dây dọi đi qua đáy để nối vào phao đồng thời cũng cho phép thùng chứa dịch chuyển nhưng không tác động vào phao. Thiết bị đọc cũng là thiết bị sử dụng cho dọi  thuận. Thùng chứa chất lỏng và thiết bị đo được cố định vào một giá đỡ ở phần trên công trình.

Trong thân đập bê tông, thiết bị được bố trí trong một giếng (hay hố khoan thi công sau khi hoàn thành xong đập) để sẵn trong quá trình thi công. Đường kính ống (lỗ khoan) nên kể đến độ nghiêng sai lệch trong quá trình thi công của ống hay hố khoan. Phương pháp khoan chỉ nên sử dụng cho đập có chiều cao không lớn. Đối với phương pháp đặt sẵn ống trong quá trình thi công, phải thường xuyên kiểm tra độ thẳng đứng của ống. 

Việc lắp đặt thiết bị dây dọi nghịch là phức tạp hơn, chủ yếu là điều chỉnh chiều dài của dây dọi sao cho con lắc  ở trạng thái căng.  Thông thường thiết bị này được lắp đặt trong một hố khoan sâu vào nền cập kéo dài lên trên trong tổ hợp với các thiết bị dây dọi thuận.

2.3.2.7 Thiết bị đo độ nghiêng (Tiltmeters)

Là thiết bị đo độ nghiêng của một điểm. Có hai loại thiết bị đo độ nghiêng, loại đo thủ công và loại đo tự động (xem hình 2-18). Thiết bị  đo độ nghiêng thủ công là một tấm mốc gắn vào vị trí quan trắc. Khi đo áp cảm biến đo nghiêng kết nối với máy ghi đo đẻ lấy số liệu. Loại này cho phép một thiết bị đọc đo được nhiều vị trí.

Thiết bị ghi đo tự động (hình 2-18) được gắn cố định ở một vị trí, có thể dùng máy đo xách tay để đọc số liệu, tuy nhiên nó được dùng để kết nối tự động. Kết quả đo dùng để đánh giá dịch chuyển ngang của đập bê tông hay kết cấu bê tông trong đập.

Hình 2‑18 Thiết bị đo độ nghiêng

2.3.2.8 Thiết bị đo dịch chuyển ngang theo độ sâu.

Thiết bị này có thể dùng để quan trắc dịch chuyển ngang của thân đập hay sâu trong nền đập. Kết quả đo cho giá trị dịch chuyển ngang ở các độ sâu khác nhau. Có hai loại thiết bị.

Loại sử dụng một ống dẫn (casing) có 4 rãnh. Ống này được lắp cố định trong  lỗ khoan thẳng đứng trong thân  đập, nền đập.  Máy đo độ nghiêng bao gồm một đầu dò và một thiết bị đọc. Đầu dò có hai gia tốc kế phát hiện góc nghiêng của gia tốc trọng trường tại mặt phẳng tương đối của trục của chúng bằng cách đo độ nghiêng của đầu dò theo hai hướng vuông góc với nhau. 

Đầu dò cũng được trang bị một cặp bánh xe chạy bên trong các rãnh được cắt vào trong vỏ, giúp đầu dò chạy trong một đường cố định Độ nghiêng của vỏ là được đo ở những khoảng đo đều đặn từ đáy ống dẫn lên. Từ giá trị độ nghiêng đo được và khoảng cách lấy số đo có thể xác định được giá trị dịch chuyển ngang. Máy đo độ nghiêng đáng tin cậy và chính xác và lý tưởng để theo dõi lâu dài vị trí của một lỗ khoan trên toàn bộ chiều dài của nó. Thiết bị hoàn chỉnh được trình bày trong hình 2-19.

Hình 2‑19 Thiết bị đo dịch chuyển ngang theo độ sâu

Một hệ thống đo thế hệ mới lắp đặt tại chỗ để đo dịch chuyển ngang theo độ sâu, là Geostring (hình 2-20) gồm một chuỗi các cảm biến được lắp theo trục thẳng đứng trong ống vách chuyển vị ngang đường kính 70 mm hoặc ống nhựa PVC đường kính 38 mm. Ống vách hay ống PVC sẽ cho phép thiết bị đi xuống và dẫn lên mặt đất. Khớp nối giữa các cảm biến rất chắc chắn, cho phép chuỗi cảm biến duy trì sự định hướng nhất quán của tất cả các đoạn cho dù nó lắp trong ống vách hay ống PVC.

Một chuỗi các cảm biến đo nghiêng có chiều dài 0.61 m và cung cấp số đọc tương tự như đầu đo chuyển vị ngang di chuyển trong ống vách.

Hình 2‑20 Thiết bị đo dịch chuyển ngang theo độ sâu Geostring

Các phép đo độ nghiêng của các đoạn sẽ được xử lý số liệu để cung cấp biểu đồ hình dáng ống vách và sự thay đổi của chúng. Sự thay đổi sẽ chỉ ra sự dịch chuyển (chuyển động).

Hệ thống Geostring được kết nối tới hệ thống thu thập dữ liệu tự động, các số đọc được thu thập và xử lý bằng chương trình điều khiển, phần mềm quản lý cũng có chức năng cảnh báo khi độ lớn và tốc độ dịch chuyển vượt ngưỡng cho phép. 

2.3.2.9 Thiết bị giãn kế

Trong các công trình đập bê tông việc xem xét biến dạng trong bê tông thân đập hay nền đập là cần thiết. Để thực hiện loại quan trắc này, các hãng sản xuất thiết bị đưa ra loại thiết bị được gọi là giãn kế thanh trong hố khoan (Borehole Rod Extensometer). Tên gọi được xuất phát từ việc sử dụng một thanh đo được lắp trong hố khoan, giá trị biến dạng được đo theo trục của hố khoan dựa theo sự thay đổi chiều dài thanh đo. 

Thiết bị giãn kế thanh làm việc theo nguyên lý cùng biến dạng giữa một thanh đo có đặc tính biến dạng như môi trường xung quanh. Thanh đo được cố định một đầu vào nến một đầu nối vào bộ phận đo. 

Thiết bị giãn kế có thể loại 1 thanh đo hoặc nhiều thanh đo được neo ở các độ sâu khác nhau trong một lỗ khoan và một đầu tham chiếu trên bề mặt dùng đo biến dạng trong khoảng chiều dài của thanh. (hình 2-21).

Hình 2‑21 Cấu tạo của giãn kế thanh đa điểm

2.3.3 Thiết bị độ mở khe hoặc vết nứt

Đập bê tông được chia thành các khối riêng biệt, hoặc có thể hình thành vết nứt, việc qua trắc thông số này cũng là quan trọng, nhằm xem xét sự thay đổi theo phương ngang hoặc dọc về vị trí của một bộ phận của kết cấu so với bộ phận khác của kết cấu than đập do tác động của ngoại lực bên ngoài. Trong các đập đất cung có thiết bị đo dịch chuyển lớn có thể sử dụng.

2.3.3.1 Thiết bị đo vết nứt

Để quan trắc diễn biến của vết nứt trên bề mặt bê tông, tức là đo giá trị dịch chuyển tương đối giữa hai bên của vết nứt. (Hình 2-22).

Thiết bị đo vết nứt loại đơn giản có sẵn trên thị trường cho phép đo chuyển động theo hai hướng. Một thiết bị thông thường bao gồm hai tấm nhựa, một tấm có kẻ một lưới ô vuông có khoảng chia là 1 mm. Tấm còn lại trong và có hai đường kẻ chữ thập. Mỗi tấm được cố định ở một cạnh đối diện của vết nứt hoặc mối nối, tấm có lưới kể nằm dưới và tấm có đường kẻ  chữ thập nằm trên và tâm của đường chữ thập trùng với tâm của lưới ô vuông. Giá trị độ mở của vết nứt là vị trí của vạch chữ thập so với lưới ô vuông. Một phương pháp đo thủ công được sử dụng là dùng thước kẹp cơ khí để đo hai đinh thép bố trí hai bên vết nứt

Nhiều loại máy đo vết nứt khác bao gồm Carlson và cảm biến dây rung và thiết bị đo cảm giác cơ học có thể được sử dụng để đo sự phát triển của các vết nứt. Hình 2-22 Mô tả một số thiết bị quan trắc độ mở của vết nứt.

Tất cả các thiết bị này đều dễ dàng lắp đặt và giám sát. Độ chính xác và độ tin cậy khác nhau tùy thuộc vào chi tiết của thiết bị và phép đo.

Hình 2‑22 Một số thiết bị đo độ mở vết nứt

Biên soạn bởi: Nguyễn Quốc Dũng

[Còn tiếp: Đo các yếu tố KTTV và Động đất]