通过预埋在混凝土建筑物内部或表面的观测仪器定期量测混凝土建筑物在荷载和各种因素作用下的应力变化。观测目的是掌握水工建筑物的实际应力状态，以便分析判断建筑物是否有裂缝或破坏的可能性，从而采取必要的安全措施。通过应力观测成果和设计成果的对比，还可检验设计、施工的合理性，为改进设计、施工方法，提高新建工程的经济性与安全性提供资料。

发展概况 应力观测早在50年前即已开始。1926年美国为了研究拱坝计算方法首先在史蒂文生河拱坝（steveson crek arch dam）上观测蓄水、放水时的应力。30年代卡尔逊（R.W.Carlson）发明了差动电阻式仪器后，美国在一系列混凝土大坝上如包德（Boul-der）、大古力（Grand culee）、夏斯塔（Shasta）等进行大规模的应力应变观测，花了18年时间，使混凝土应力应变观测技术和计算方法达到比较完善的水平。70年代以来，观测仪器精度提高，应力应变观测趋向自动化，在资料检测和处理方面应用了电子计算机，使观测效果有了显著提高。中国的应力应变观测工作开始于50年代中期，60年代生产了一系列观测仪器设备，70年代由于仪器性能提高和观测经验的积累，观测成果的作用日益显著。80年代以来，中国在龚咀和葛洲坝等工程中使用自制的自动化检测系统，由于这些自动检测系统能够消除长电缆的电阻影响，且配有微型计算机进行数据处理，观测精度大大提高，为应力应变观测开创了良好的前景。

应力观测设计 应力观测测点布置和水工建筑物的结构形式有密切关系，要和建筑物的应力分布相适应。如①混凝土重力坝应力观测，一般在重力坝的各个坝段中选择一个典型坝段作为观测坝段，在观测坝段选择1～2个垂直坝轴线的观测断面，在距坝基 5米以上选择1～2个水平截面作为观测截面，考虑坝体分缝施工特点，在观测截面上布置 5～7个应力观测点。如图 1所示。②拱坝应力观测布置见图2。应力测点布置的重点是拱冠和拱座，在拱冠取拱冠悬臂梁断面作为观测断面，取距坝基 5米以上的水平截面3～5个作为观测截面，每个截面上布设2～3个应力测点。对于高拱坝有时在坝肩取径向悬臂梁断面作为观测断面，类似拱冠悬臂梁观测断面布置观测测点。拱座应力观测是将拱坝分成3～5个拱圈，在拱圈两端的径向截面内布置2～3个测点。

图1 重力坝应力观测布置示意图

图2 拱坝应力观测布置示意图

应力观测方法 混凝土应力观测一般是通过应变观测实现的，在混凝土内埋设应变计，并在测点附近埋设无应力汁，用检测设备通过应变计和无应力计测量混凝土应变及无应力混凝土的应变，利用混凝土徐变试验资料和测点的应变观测资料，以及无应力计观测资料进行计算，求得测点混凝土应力。单向应力观测埋设单向或 2向应变计，平面应力观测一般埋设 4向或 5向应变计，空间应力观测一般埋设 7向、9向或12向应变计，多向的应变计称应变计组（见图3）。

图3 应变计组示意图

已知应力方向为压应力的部位，可利用应力计直接观测混凝土压应力。布置在混凝土内部的钢筋上的应力可以用钢筋应力计进行测量，并可藉以推算钢筋位置上的混凝土应力。但这时也必须利用混凝土无应力计观测资料和混凝土徐变试验资料。

应变计、压应力计和钢筋应力计有差动电阻式、振弦式、贴片式等几种类型，中国普遍使用差动电阻式仪器。图4是差动电阻式应变计，其传感元件是张紧在支架上的两组钢丝，仪器承受变形时，一组钢丝受拉，一组钢丝受压，钢丝电阻也相应变化，使用电阻比电桥或其它检测装置测量钢丝电阻比值的变化，就可用以求得混凝土应变。测量两组钢丝的总电阻值，就可用以计算出测点的温度。

图4 应变计示意图