1.3 监测的发展趋势

21世纪，随着更多新型监测仪器的开发及计算机技术发展的进步，工程监测技术研究取得了迅猛发展，进入了多元化发展阶段。为了保证混凝土工程安全运行，埋设安装各种监测仪器进行定期、定时监测，仍然是主要的方法，可以得到重点部位测点物理量的变化规律。近年来，为了增加测值的代表性，监测技术从“点法”逐渐向“线法”甚至“面法”发展。

1.3.1 内部监测技术

差动电阻式仪器采用五芯电缆监测系统和利用恒流源技术的监测仪表，彻底消除了电缆导线电阻及其变差带来的电阻比测量误差，这项新技术的应用，使我国差动电阻式仪器的技术性能呈世界领先水平。近年来，一些具有特殊性能的大量程、大弹模、高耐水压的传感器问世，扩大了差动电阻式仪器的应用范围。

振弦式仪器具有精度高、分辨率高、量程大、体积小、受环境影响小、可长距离传输、便于进行自动化监测等优点，在20世纪90年代中后期得到了快速发展。

1.3.2 变形监测技术

目前水平位移和垂直位移监测采用全站仪、数字水准仪、GPS、正（倒）垂系统、引张线系统、静力水准仪、激光准直系统等仪器进行监测。

全站仪及数字水准仪，具有目标识别、自动照准、自动测量、自动跟踪和自动记录功能，实现了自动寻找目标、集数据采集和分析于一体的自动监测，测量精度可达0.6mm+1×10^-6、0.5″。

GPS可选择多种通信方式，系统兼容性好，各测点可同步监测；能实现“无人值守”，全天候实时连续监测；不受外界条件（天气气候、水、震动）干扰，基准点和监测点之间不需水平通视；能解决恶劣环境条件和不利地形条件下变形监测的难题。目前GPS接收机能够同时连接多台天线满足多测点测量，并保证信号完整可靠。

正（倒）垂系统的感应式垂线坐标仪具有测试精度高、稳定性好、自动化程度高、结构简单、防水性能好、成本低等特点，特别适合在环境恶劣中应用。

引张线系统结构简单，适应性强，易于布设，测量不受环境影响，观测精度高。

静力水准仪是测量两点或多点间相对高程变化的精密仪器，容易实现自动化监测。

激光准直系统随CCD技术及激光图像处理技术的发展，其测量精度和可靠性都有很大提高。

1.3.3 空间连续监测技术

随着光纤传感监测技术、渗流热监测技术、三维激光扫描技术、合成孔径雷达监测技术、地震CT监测技术等的发展相应的空间监测设备逐渐应用于混凝土工程监测领域。

（1）光纤传感监测技术。该技术以其灵敏度高、动态性能好、耐候性好、抗干扰能力强、自动化程度高、可实现分布式测量等优点，近10余年得到快速发展，测量参数从单一的温度测量发展到渗漏、变形、位移、应力等多种参数监测。目前，光纤温度测量技术比较成熟并在电力、石油、混凝土等工程众多领域应用，分布式测温精度可达0.5℃甚至更高，定位精度可达0.5m。例如：2008年在苏丹麦洛维大坝工程左、右岸混凝土面板堆石坝渗漏探测中。

（2）渗流热监测技术。该技术是根据水的热传导系数及比热容与岩石及土体的差别较大的原理，渗流变化必然导致温度场的变化，通过监测温度场分布和变化情况来监测渗流性态，这为渗流监测提供了新思路。

（3）三维激光扫描技术。该技术是通过激光快速扫描被测物体的摄影测量技术。能快速、高效、精确地获取测量目标的三维影像数据，并以毫米级采样间隔获取实体表面点的三维坐标。通过分析所测点的三维坐标，量化、建模，在最短的时间内高精度地获取不同时段所测物体的三维立体图像，从而获得较高精度的变形测量结果。这一技术突破了传统单点测量及数据处理方式的不足，为混凝土工程变形测量技术开拓了一种崭新的测量手段。

（4）合成孔径雷达监测技术。该技术是一种基于微波干涉的创新雷达技术，通过设置在轨道上的发送和接收机边移动边向待测目标面发射电磁波。同时，接收待测目标面的反射波。通过对反射波的相关处理，检测出反射波的相位，进而达到测量目标面变动的目的，能准确实时测量出毫米级单位的变动，该技术最大特点是无须在目标区域安装传感器，遥测距离可达4km，不受气候条件限制，可进行全目标24h连续监测。

（5）地震CT监测技术。该技术是利用CT原理以及光机电算相结合的技术，应用于水工建筑物的性态诊断。采用声波方法，并利用介质的波速分布进行反演，形成建筑物的CT成像，有效地应用于混凝土工程安全检查和工程处理效果的验证，具有监测精度高、稳定可靠并能自动化监测的优点。

1.3.4 监测自动化技术

21世纪以来，我国混凝土工程监测和管理的自动化技术日趋完善，一些工程开始实现或基本实现无人值守，通过自动化采集装置对监测仪器实施自动定时数据采集，对已建的个性化监控模型进行监控量的预测预报，使监测在工程安全管理中发挥着越来越重要的作用。

1.3.5 “4S”技术

“4S”即地理信息系统GIS、遥感系统RS、全球卫星定位系统GPS和专家系统ES集成框架（简称“4S”）。可用于对整个流域工程群的监测和管理，或对单个工程进行监控。综合应用“4S”对水利水电工程进行监测将是一种新的尝试，“4S”及其技术集成作为数字领域中的重要技术，在工程监控领域将具有广阔的应用前景。