植入式光纤传感器在隧道结构中的边界效应研究

摘要：

为探究植入式光纤传感器与隧道衬砌的应变传递的边界效应,分别从理论、试验和现场应用3个方面进行研究,并在实际工程中进行了验证.构建了光纤在混凝土衬砌中的应变传递模型,进行光纤应变传递机制分析,计算了光纤应变传递效率,并与数值计算结果对比,验证了力学计算模型的准确性.使用钢筋混凝土梁模拟隧道的混凝土衬砌,在其表面植入分布式光纤,进行了2组试验.对试验梁进行分级加载并使用BOFDA技术对光纤进行测试.试验结果表明:植入式光纤传感器存在边界效应,结构两端为光纤的低效率应变传递区,不能完全传递试验梁的应变;试验梁中部为光纤的高效率应变传递区,能够完全传递试验梁的应变.基于以上研究成果,在北京市新机场线地铁暗挖隧道CRD工法区间,采用植入式工艺在隧道衬砌内布设了分布式光纤传感器,进行了工程应用研究.监测结果表明,边界效应对工程监测结果影响很小,分布埋入式光纤布设工艺是可行的.该研究可为分布式光纤技术在地下工程结构监测中的应用提供参考.

关键词：分布式光纤、耦合性能、隧道监测、BOFDA技术

所属期刊栏目：41

分类号：TU452(土力学、地基基础工程)

资助基金：中央在京高校重大成果转化项目;国家自然科学基金委员会与神华集团有限责任公司联合资助重点项目

在线出版日期：2020-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：2839-2850