基于BOTDA的隧道变形监测技术研究

由于隧道工程所处环境的特殊性与复杂性,为保证安全运营,须对其进行长期变形监测,提出了一种将气吹敷设传感光纤法和真空灌浆固定传感光纤法相结合的光纤传感器铺设方法。该方法能在较短施工期内将分布式光纤传感器准确埋入混凝土内部,同时采用经典剪滞理论分析了该方法铺设的传感光纤感应结构应变的有效性,并结合工程应用介绍了基于分布式光纤传感系统的隧道变形监测技术的基本方法。     

基于BOTDR的土质隧道深部围岩变形监测技术

为了解决土质隧道深部围岩变形实时连续监测的难题,在分布式光纤监测技术的基础上,采用模型设计、试验与应用工艺验证的方法,研究开发了一种用于测试土质隧道深部围岩变形的实时监测方法,得出了监测力学模型与监测方程,提出了传感器的制作、布设与安装方法以及系统集成与实时监测的工艺技术。对研究成果进行了工程实地应用验证,并取得了初步的应用效果。     

基于MEMS传感器的隧道变形监测系统设计与试验研究

为了发挥微机电系统(MEMS)传感器的优势,实现对隧道断面变形的实时连续监测,提出一种基于MEMS传感器的隧道变形监测系统。在介绍系统基本监测原理的基础上,论述系统的总体结构设计、倾角传感器电路设计,以及隧道变形的计算方法和倾角传感器的倾角解算方法;并利用室内模型试验对所提出监测系统的准确性和稳定性进行试验测试。结果表明,提出的隧道变形监测系统可以对隧道变形进行有效监测,室内模型试验显示系统测量的误差在5%以下,具有较高的测量精度,满足隧道监测需求。     

隧道结构围岩变形监测技术研究进展

综述隧道变形监测技术的现状,讨论该领域的研究热点,指出基于测量机器人、基于三维扫描技术、分布式光纤监测技术和基于影像的多传感器集成远程在线监测系统是隧道变形监测的重要发展方向.     

分布式光纤技术在隧道变形监测中的应用

目前,隧道的安全服役离不开安全监测和预警,分布式光纤技术为隧道的安全运营提供一种全新的技术保障手段。为解决隧道的差异性沉降监测难题,从实验室内光纤轴向拉伸监测变形和Z字形布线方式监测差异沉降的原理及其在某隧道内的应用效果2个方面,阐述分布式光纤监测技术在隧道工程中的应用。无论室内的等级光纤拉伸和还是Z字形布线方式,位移和应变的对应关系都呈现出良好的线性比例关系,为工程实际应用提供理论依据。从工程监测结果来看,分布式定点应变感测光缆能实现对管片接缝变形的准确定位和毫米级接缝宽度感知,Z字形光缆布设方式也能对隧道内管片差异沉降实现精准感知,充分体现分布式光纤监测技术在隧道结构健康监测中的鲜明优势。     

光纤光栅传感器在高速公路隧道围岩变形实时监测中的应用

公路隧道工程的监测环境复杂,监测对象受到时空限制和施工环境制约,基于传统的机电测试技术的监测方法,很难实现远程实时动态监测。本文以张涿高速公路东马各庄隧道工程为背景,提出了一套关于隧道围岩动态实时监测所用光纤光栅传感器的选型、安装、调试的方法。对东马各庄隧道典型剖面的围岩位移、围岩压力和温度实现了远程动态实时监测。监测结果具有较好的稳定性,对类似工程具有很好的指导意义。     

软岩隧道三维扫描变形监测技术的试验研究

为解决传统监测技术单点监测无法满足软岩隧道整体性变形监测的局限性,采用三维激光扫描技术进行软岩隧道整体性变形监测试验,从隧道结构的变形时间、变形空间分布及变形量进行整体分析。首先建立全站仪和三维激光扫描仪测量误差模型,分析三维扫描监测技术与传统隧道监测技术的特点,通过平面标靶和棱镜靶球精度试验得出平面标靶最佳入射角范围小于60°,棱镜靶球自动提取距离不大于45 m,作为测站设置和控制点布设的依据; 然后以渭武高速木寨岭隧道2号斜井工程为依托,开展软岩隧道三维扫描变形监测技术的试验研究。研究结果表明： 中台阶开挖支护前已发生较大变形,最大变形位置为左侧上台阶与中台阶交界处,空间分布呈左大右小,试验段最大累计变形达0.48 m,下台阶及时封闭成环及2层初期支护有利于变形控制。     

基于分布式传感光纤的隧道二次衬砌全寿命应力监测方法

应用气吹灌浆铺设技术将分布式光纤传感器埋入二次衬砌混凝土内部,并将光纤传感器时变应力场监测结果与施工初期埋入的传统传感器初始应力场叠加,得到隧道二次衬砌的长期真实应力水平;通过对采用气吹灌浆铺设的光纤传感器进行标定试验,对二次衬砌长期应力场的监测断面进行应力水平分析,提出将时间序列分析方法应用于所有监测断面健康状态评估。结果表明:所提出的方法能够实现对隧道二次衬砌的全寿命健康诊断与评估。     

公路隧道围岩变形监测及应用

以二朗山公路隧道施工过程的工程实践为依据，利用常规围岩变形监控量测和围岩变形跟踪监测系统及二次应力场测试，获取隧道围岩动态综合信息，为围岩分类、大变形预测、岩爆预测、优化二次支护时间及反分析等提供依据，是岩土程信息化设计、施工的重要手段。     

西南地区山岭隧道自动化变形监测技术的效益分析

为了更好地指导山岭隧道变形监测技术选用,提高监测效率并节约成本,从技术和经济效益2个方面对比分析人工监测和自动化监测,阐述各监测方式的技术性和经济性特征,总结不同应用条件下应优先选用的监测技术类型,并提出一套可行的变形监测技术选用程序。研究成果可为现阶段西南地区隧道工程变形监测技术类型选用提供参考。     

无线传感网络技术在隧道变形与防灾监测中的应用研究

针对当前隧道结构变形与防灾监测手段存在的不足,对无线传感网络在隧道工程应用的可行性进行试验研究,提出一种基于材料力学的新型监测位移方法,结合不同的监测位置,建立相应的位移-倾角变化量的量测方程。通过室内管片加载试验,验证了新型位移监测方法的可行性和无线传感网络的稳定性,借助软件Smartfire进行了隧道火灾数值模拟试验,针对火灾温度场的分布情况,提出合理的监测距离和监测精度。通过室内试验和数值模拟,对无线传感网络的硬件及布置方案均提出相关指标,以满足工程实时监测要求。     

运营中地铁隧道变形的动态监测方法

结合具体工程施工监测方案,对受紧邻基坑施工扰动影响的运营中地铁隧道变形的动态监测方法进行了分析,通过采用基于TCA2003全站仪的全自动动态监测系统,可以24h无人值守连续监测运营中的地铁隧道变形,且每次监测可在地铁运行间隔内迅速完成。监测方法及数据采集可以实时提供给施工方以指导当前及下一步的施工方案,在工程应用中收到了良好的效果。     

基于分布式光纤形状传感的沥青混合料车辙变形监测研究

车辙是沥青路面典型的病害形式,其现有的检测及评估方法大多存在表观性。因此,对沥青路面结构内部车辙的演变过程、横断面形状进行监测和评估具有重要意义。引入分布光纤形状传感技术,研发了可用于沥青路面的柔性分布式光纤形状传感器,通过理论分析和标定试验明确了其形状测试原理。将分布式光纤形状传感器植入车辙试件,采用光频域反射设备(OFDR)对室内车辙试验进行了加载全过程的实时监测,获取了沿车辙横断面上各测点的时程应变数据。进而,采用空间曲线理论中的Frenet-serret方程,提出基于分布式光纤传感技术的车辙横断面二维形状重构算法,得到发生累积变形时分布式光纤形状传感器的形态演变曲线。提取重构曲线中荷载作用位置处的位移与车辙仪位移传感器数据进行对比,平均相对误差仅为0.981%,证实上述方法可以实现车辙变形的准确监测。最后基于重构得到的车辙横断面形状,分析车辙变形的演变规律,结果表明其与沥青路面永久变形发展阶段中的压密、流动过程具有较好的对应关系。创新性地提出了基于分布式光纤形状传感技术的沥青混合料车辙变形监测方法,有助于明晰沥青路面结构内部车辙类病害的发展规律和横断面形态,为道路基础设施全寿命...     

悬索桥隧道锚碇系统施工期安全监测技术

通过对矮寨大桥茶洞岸隧道锚碇系统变形情况进行监测,分析了由于施工开挖、自重以及主缆荷载作用引起的隧道锚围岩变形情况,对隧道锚围岩稳定性做出了评价.监测结果表明:公路隧道开挖使隧道锚后锚室产生一定的变形,隧道锚在主缆自重荷载作用下变形较小,隧道锚在钢桁梁架设之前处于稳定状态.     

特大桥变形监测技术研究

文章介绍了大桥变形监测的意义、方法、技术手段,并以青岛海湾大桥变形监测方案为例,介绍特大桥变形监测的方法。     

隧道围岩变形预测预报方法研究

对当前隧道围岩变形预测预报的各种方法进行总结分类,从其原理出发进行系统阐述,阐明其优缺点、适用条件及工程应用情况,并就相关问题进行探讨,提出建议。     

深埋特长公路隧道围岩变形分析

深埋特长隧道地形、地质条件复杂、隧道埋深大,设计制约因素多,常伴有断裂带、破碎带、岩爆、突泥、涌水等地质灾害,给设计和施工带来了很大的盲目性。文章以深埋特长隧道财神梁隧道为研究对象,对隧道掌子面所揭露围岩岩体、结构特征进行调查、记录以及分析掌子面围岩等级,分析监控量测所得实际围岩变形案例,对不同级别不同地质条件下的围岩稳定性进行分析比较,总结分析深埋特长隧道围岩稳定性的特点及其影响因素,为设计和施工安全提供参考。     

中梁山隧道围岩变形监测与影响因素分析

根据中梁山隧道工程地质条件，确定了施工监测的布置形式，分析了Ⅱ～Ⅴ类围岩变形特点，发现四种围岩变形曲线具有良好的半对数和双对数回归特性，并结合实例对围岩变形的有关影响因素进行了研究，所得结论合理可靠。     

基于三维激光扫描技术的隧道预留变形量优化研究

目前隧道预留变形量的研究大多依赖于监控量测数据基于点的分析,很难得到隧道断面整体的变化情况。为解决传统监测技术单点监测无法满足隧道预留变形量调整的局限性,提出一种利用三维激光扫描技术基于全断面整体分析优化预留变形量的方法。以新安1号隧道为依托,发现试验段最大变形量7.5 cm小于设计预留变形量15 cm,结合质量保证率针对性地提出阶梯状设置预留变形量的优化方法。最终确定在试验段拱顶区域预留变形量设置为7 cm,其余区域预留变形量设置为5 cm。     

偏压连拱隧道围岩变形的现场监测与分析研究

结合宜(宾)水(富)高速公路鞋底坡双连拱隧道施工过程,通过对偏压连拱隧道的围岩变形进行现场监测与分析,获得了隧道围岩在地层偏压条件下。各施工阶段的地表沉降、拱顶下沉和水平收敛情况,有效地控制了隧道围岩变形。通过对量测结果的对比、分析得出：在偏压连拱隧道施工过程中,隧道初期支护变形整体由左洞向右洞方向偏移;对隧道围岩变形影响最大的工序发生在隧道旌工由单侧过渡到双侧施工时。在施工过程中偏压连拱隧道的现场测试与分析,不仅为隧道的支护体系设计优化提供依据,而且还可以指导隧道现场施工,所得的数据和结论可为同类隧道的设计,施工和研究提供有益的借鉴和参考。