建筑資質掛靠光纖光柵傳感技術在橋梁結構健康監測中的應用

光纖傳感技術是20世紀70年代中期發展起來的一門新技術,它伴隨著光纖及光通信技術的發展而逐步形成。光纖傳感技術可用于航空航天、電力、醫學、土木等領域進行多種參量的測量。它與傳統的檢測技術(如射線檢測法、核子激活法、離子滲透、超聲波、檢測溫度法、諧振頻率法)相比具有一系列的優點:如靈敏度高、耐腐蝕、電絕緣、防爆性好、抗電磁干擾、光路可撓曲、易于與計算機連接、便于遙測等,而且結構簡單、尺寸小、質量輕、頻帶寬、可進行溫度、應變、壓力等多種參數的分布式測量。近年來,光纖傳感技術得到了迅速的發展,而光纖光柵傳感技術則是光纖傳感技術發展的最新階段。

變形宜線上升，其速率為一常數，資質掛靠系統單元按一固定常數朝著洞室方向遷移；變形以其速率遞增而上升，其速率是當前變形值的函數；變形按其速率遞增到遞減而變化，足后變形趨于穩定，即其速率減小到零，這種憎況在一般工程中較多遇到；變形以其速率遞增趨勢上升，一種憎況是直至圍巖失穩，另一種憎況是采取支護措施后變形速車遞減，變形眼從形狀曲線，即過程，圍巖變形受到自身內部的抑制，發展到一定程度變形開始“飽和”，變形速率為零。

選型進行工程實地調研,參看大量工程圖紙,全面了解工程所在地的地形地貌,了解巖石的變形、受力對隧道整體的影響,針對巖石的分級、分類、力學性質進行相關實驗,取得第一手資料。參考工程的水文資料,了解隧道的水蘊含、儲藏、溶洞等情況。參考當地的氣象資料,了解凍土層厚度,溫度變化,雨量分布等。根據這些資料的查看和實驗室力學實驗,如測試巖石抗壓強度、巖石蠕變測試等,確定傳感器的種類、量程、數量等。

圍巖變形全過杜曲線根據上述種曲線類型，結合工程實際中較為普遍的憎況，全斷面開挖的圍巖變形全過程的位移時間關系曲線綜合見圖，該曲線可分為個部分：負空間效應段、正空間效應段、阻尼變形段和流變段。空間效應段變形主要是由于巖體開挖后，失去了原有的位移約束，打破了原有的平衡，導致巖體產生向內移動的趨勢，并發生一定位移，周圍巖體的位移又牽動更深巖體的位移，如此延續下去直到一定深度。同時，變形速率也隨著開挖面與測點距離的變化而變化。

斷面為測點布置位置，當開挖面到斷面時，掛靠處圍巖已開始受到輕微擾動，隨著施工的進行，斷面處圍巖所受擾動越大，變形也就隨之越大，此過程的位移速率是呈加速趨勢的，在實際中，這部分的量測是相當困難的；開挖面通過斷面后一段距離內，圍巖變形最大，且變形速率仍表現出加速趨勢，隨著開挖面的進一步推進，開挖巖體距斷面愈來愈遠，所引起的擾動也就相對變小，變形速率也就呈減速狀態，此時變形與開挖空間已無關系，而僅與時間有關，轉入阻尼變形和流動變形。巖變形奎特性分析圍巖變形特性的主要表述內容是變形速率、變形量和變形的時空效應，而影響圍巖變形的因素很多，包括圍巖的巖性、初始地應力、施工方法和順序、隧道的洞徑、支護方式等。由于測點所在斷面在埋設之前已經產生變位，現場實測的圍巖位移數據僅是相對位移，但其仍然是圍巖應力重分布過程的綜合反映。