浅谈FBG在隧道监测中的应用

阐述了FBG传感技术的传感原理及相关参数计算公式,分别介绍了FBG传感技术在钢筋应力,二次衬砌应变、工字钢应变等隧道监测项目及隧道消防中的应用,指出该技术在隧道的安全性监测方面具有广阔的工程应用前景。     

光纤传感技术在隧道工程中的应用与展望

根据应用对象的不同,从应变传感和温度传感两个角度出发,主要介绍了隧道工程中分布式光纤传感技术和光纤光栅传感技术(FBG)在隧道管片收敛变形、隧道结构纵向沉降或隆起、周边土体位移、围岩变形及稳定性、隧道火灾报警等方面的应用,对具体应用中的光纤布设工艺作了简要介绍。同时讨论光纤传感技术在应用中存在的问题,并展望了该技术在隧道工程上的应用前景。     

FBG分布式沉降管在盾构隧道沉降监测中的应用

介绍了一种利用光纤光栅传感技术(FBG)监测地铁盾构隧道沉降的新方法:通过在铝合金测斜管表面特定位置粘贴光纤光栅形成FBG分布式沉降管,并将该种沉降管连续安装在地铁盾构隧道管片的内表面,可以实现对地铁盾构隧道实时分布式远程沉降监测;提出了温度自补偿算法等数据处理方法,解决了分布式沉降数据的处理问题。该技术已在某地铁隧道沉降监测项目得到应用,成功揭示了隧道周围基坑开挖过程中卸荷和降水对地铁盾构隧道竖向变形的影响规律。     

光纤布拉格光栅传感器用于混凝土结构施工监测

采用与土木工程施工特点相适应的操作工艺与保护方法,将自行研制的光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器与温度传感器埋入一幢5层钢筋混凝土结构的大楼中,用以监测该建筑在施工过程中梁、柱的应变与温度变化.研究结果表明,埋入的FBG传感器可以方便地监测施工过程中混凝土结构内部温度与应变的变化,为混凝土结构的健康监测提供依据;自行研制的FBG传感器传感性能良好,成活率高,寿命长,为基于FBG传感器长期的混凝土结构健康监测奠定了基础.     

光纤Bragg光栅传感技术在隧道监测中的应用

在阐述光纤Bragg光栅（FBG）传感技术的工作原理和优点的基础上,以昆明白泥井3#隧道为实例,提出FBG传感器在隧道内的铺设方案及温度补偿技术。经过对隧道断面的24h连续监测,讨论隧道内最大温差对Bragg反射中心波长变化的影响,并对隧道每一监测断面上温度传感系统所取得的Bragg波长值进行可靠性的估计,验证FBG监测系统的可靠性。对隧道进行8个月的定期监测,并对隧道断面的应变变化情况进行分析,分析结果表明：干湿季节交替是导致测点应变波动的重要因素,而雨季是致使测点应变变化增大的主要原因。目前隧道二次衬砌结构稳定;同时,研究结果表明,FBG可准确地测出隧道的应变分布,将其应用于隧道变形监测中是可行和有效的。     

用于混凝土结构的光纤应变传感器的封装和保护技术

光纤应变传感器已在混凝土结构的健康监测中获得了广泛应用,但传感器的封装和保护技术还不够成熟,直接影响了工作表现.在此对用于混凝土结构的光纤应变传感器现有的封装和保护技术进行了全面的综述,深化了对传感器的封装和保护问题的认识,进而指明了耐用性问题是封装技术中有待解决的关键问题,同时对埋入式布设的传感器的保护技术还需要进一步的研究.     

电力电缆隧道光纤传感器变形监测系统研究

本文分析了隧道结构安全监测有多种方法和技术的特点,包括全站仪监测方法,静力水准进行隧道纵断面沉降测量,地面激光扫描仪技术,电测传感器测量等,重点研究光纤传感技术在电力电缆隧道变形监测中应用。对三种不同应变光纤传感器(FBG,BOTDAR,Rayleigh-OFDR)进行分析,并做了大量的实验,研究它们在变形监测应用的有关问题,而后介绍了一个工程研究实例。     

隧道二次衬砌FBG智能监测与数值模拟

随着公路隧道向长大型方向发展,对其进行长期安全监测是十分重要的工作．光纤布拉格光栅（FBG）传感器作为一种新型的光纤传感器,已被国内外应用于土木工程结构的状态监测和长期监测．在室内进行标定试验,研究FBG的传感特性,得出应变和温度灵敏度系数,证明FBG是一种理想的传感原件,并在某高速公路隧道进行应用．采用三维快速拉格朗日法,获得隧道二次衬砌中应力和位移分布规律,据此提出FBG传感器在隧道内的布设方法、串联粘贴方式及安装工艺;在不同时期对隧道8个断面进行应变监测,并与数值模拟结果对比分析表明,应变与应力和位移具有分布范围的均匀性和分布状态的一致性特点,进一步证明了监测结果的可信性;最后分析应变与降水量随时间的变化特征,评价了隧道的安全状况．     

基于FBG的某客站轨道层混凝土施工监控

FBG(光纤光栅)传感器具有体积小、质量轻、灵敏度高、耐腐蚀、抗电磁干扰等诸多其他传感器所不具备的优点,非常适合埋入混凝土结构进行温度及应变监测。采用埋入式光纤光栅应变传感器对大体积混凝土内部应变变化进行监测,可以直观、及时准确地获知结构状态,及时采取措施可以预防大体积混凝土结构的开裂。本文结合哈尔滨西客站P-Q-R轨道层大体积混凝土结构工程实例介绍了光纤光栅应变传感器在大体积混凝土施工阶段的应变监测中的应用。     

光纤光栅传感器监测混凝土固化收缩实验研究

介绍了光纤光栅应变传感器的基本原理及优点,开发了基于光纤光栅技术的温度传感器与应变传感器,并对它们的工作特性进行了分析;应用裸光纤光栅和自制封装的光纤光栅传感器,监测了混凝土梁固化过程(2~16 h)中混凝土内部的温度变化,以及混凝土内部和钢筋表面的收缩应变.实验结果表明:在使用光纤光栅对混凝土固化期收缩应变监测时必须考虑温度的影响,要进行温度补偿,该监测方法是混凝土养护期恶劣环境条件下收缩应变监测的理想方法,可用于任意尺寸的大体积混凝土固化期温度应变的监测.     

土木工程施工过程的光纤光栅监控技术

光纤光栅传感器性能优良,适合土木工程应变的长期测量。对光纤光栅传感器用于土木工程监测的布设工艺等相关问题进行了研究,并在江苏省邮政通信指挥中心工程成功地使用光纤光栅传感器对施工中结构受力体系转换过程进行了监控。结果表明,光纤光栅传感器测量数据稳定可靠,并且能进行分布式测量,效果明显优于传统的应变计。     

密集建筑群下大断面隧道施工反馈分析及安全性控制研究

 厦门梧村隧道施工影响区域内建筑物密集,具有超浅埋、大跨度、工艺复杂、工序繁多、地面建筑物保护要求高等高风险特征,在隧道施工过程中研究并实施复杂地质情况和周边环境条件下隧道的动态反馈分析方法。现场监测内容有建筑物及地表沉降、建筑物裂缝、建筑物倾斜、隧道拱顶沉降、隧道围岩收敛、土体深部位移、土体分层沉降、爆破震动、地下水位等,对重要建筑物还采用静力水准仪进行自动化监测。在对梧村隧道进行施工反馈分析过程中,按照ISO9001质量认证体系要求建立一个完善、高效的运作体系,根据城市隧道工程修建经验以及梧村隧道前期研究成果,对隧道施工对周边环境以及隧道自身结构的影响进行监测,除采取常规监测手段外,以建筑物不均匀沉降自动化监测、监测信息管理和预测预报系统、局域网和广域网进行监测信息反馈、桌面报警系统和电子显示板等预警设施等先进技术来开展施工反馈分析工作,使梧村隧道施工反馈分析工作具有鲜明的信息化特色。     

光纤Bragg光栅在隧道健康诊断中的应用

介绍了光纤Bragg光栅传感的原理及其应变标定试验情况,并结合其在云南小磨高速公路九龙隧道的左线K6＋130～＋302段的实际应用情况,与钢弦式表面应变仪的测量结果进行了对比分析。结果表明,光纤Bragg光栅应变传感器不仅适用于工程监测,而且在实际应用中具有明显的优越性。     

FBG传感器在量测围岩内部位移中的应用

 光纤光栅(FBG)传感器利用波长调制传感信号,因而量测信号不受光源起伏、光纤弯曲损耗、连接损耗和探测器老化等因素的影响,可以广泛应用于量测应变、温度、应力、位移等参数。结合新奥法隧道施工中位移监测的要求,介绍光纤光栅传感器的原理及其在隧道围岩内部位移量测中的应用。与其他量测方法比较,利用光纤光栅传感器量测围岩内部位移具有仪器构造简单、安装量测方便、量测数据精确等优点,是一种非常实用的量测方法。量测数据验证隧道围岩变形的基本规律：不同位置的围岩其松弛变形不同,离开挖面越近的围岩,其松弛变形越大,离开挖面越远的围岩,相应的松弛变形越小;围岩的完整程度对围岩内部位移的影响很大。     

紧邻基坑的地铁隧道监测技术方案研究

城市深基坑施工会对紧邻环境产生影响,如导致紧邻建(构)筑物产生变形甚至破坏.本文制定了一种新的纵向及横向光纤传感网络的监测方案,对紧邻基坑开挖时既有盾构隧道的受力状态进行了监测.该方案的基础是测量隧道的纵向应变分布,所提出的光纤传感器网络能够将隧道纵向运动解耦分解为剪切和弯曲分量.方案中采用全分布式光纤传感器和光纤光栅...     

Gas temperature measurements using fibre Bragg grating during fire experiments in a tunnel

Gas temperature measurements with thermocouples are affected by radiation. This effect means that the temperature measured by a thermocouple can be far from the actual gas temperature. To study this effect and to compare the thermocouple readings with the readings of a fibre Bragg grating (FBG) sensor, fire experiments were performed in a model-scale tunnel. In this paper the results from two such fire experiments are presented. The temperatures measured using thermocouples with different diameters and the FBG sensor are compared and discussed. The “true” gas temperature, corrected for radiation effects from the thermocouples, was calculated from the results from the thermocouples with different diameters. The results show that the temperature measured by the FBG sensor is closer to the “true” gas temperature than is the case for any of the thermocouples used in these tests.     

杭州亚运村综合管廊兼顾人防设计方法研究

在我国当前大规模城市基础设施建设进程中,为提高城市生命线工程的防护性能,降低战时破坏带来的不利影响,对于综合管廊兼顾人防设计的需求逐渐提上议事日程。本文首先系统回顾了我国在该领域内的理论研究历程及工程实践现状,对综合管廊工程兼顾人防设计的理论要点做了全面分析总结,归纳了全套设计方法;其次以杭州亚运村片区综合管廊防护设计为例,侧重于片区管廊防护单元的总体布局特点,介绍了按浙江省人防标准进行防护设计的方法和思路,详细分析各专业防护设计方法及技术措施;最后基于前述内容,提炼了该领域内关键技术问题,并对技术标准及相关技术措施提出了建议。本文提出的设计思路方法以及工程实例,可供目前国内类似工程规划设计借鉴参考。     

减轻隧道工程施工对周边建筑物影响的措施

为了保证隧道施工的顺利进行,降低施工风险,将施工对地面建筑物的影响降低到控制范围内,必须根据结构的特征和已使用的年限,以及隧道的结构型式、地层信息、施工效应等,采取对地层变位的防治措施及建筑物的保护措施。从爆破控制、隧道自身施工、地层处理技术和建筑物自身加固等方面探讨了隧道工程对周边建筑的影响并提出了控制措施。并提出加强现场监控测量手段,及时发现有关问题,以做到对建筑物的实时跟踪保护。