高質(zhì)量光纖應(yīng)變傳感器在隧道變形在線監(jiān)測中的應(yīng)用

隧道及地下工程圍巖的變形破壞主要有巖爆、坍塌和大變形。巖爆是一種硬巖在高地應(yīng)力下的脆性破壞；坍塌和掉塊是圍巖受一定結(jié)構(gòu)控制下的局部變形破壞現(xiàn)象；而圍巖大變形可以界定為除了巖爆運動脆性破壞和圍巖松動圈中受限于一定結(jié)構(gòu)面控制的坍塌、滑動等破壞以外的圍巖變形破壞，其特點是具有累進性和明顯時間效應(yīng)的塑性變形破壞。有拱頂?shù)某两底冃危鄳?yīng)的就會有偏壓引起的拱腳、側(cè)墻的變形，膨脹系數(shù)大的圍巖還會有仰拱變形隧道是埋置于地層內(nèi)的工程建筑物，是人類利用地下空間的一種形式。隧道可分為交通隧道，水工隧道，市政隧道，礦山隧道。

隧道監(jiān)測的目的 ：

隧道施工中的監(jiān)控量測是保障工程建設(shè)的安全、質(zhì)量、地面車輛以及沿線建筑和管線正常運行的重要手段。

監(jiān)測目的大致分為：

掌握監(jiān)測工程對周圍環(huán)境的影響，主要為地表沉降，地上建筑物沉陷等。

掌握圍巖在施工中的動態(tài)，控制圍巖變形，指導(dǎo)施工作業(yè)。

確認(rèn)支護參數(shù)和施工方法的合理性、準(zhǔn)確性，為初期支護和二次襯砌設(shè)計參數(shù)的調(diào)整提供依據(jù)，驗證支護結(jié)構(gòu)效果。以便及時確定施工對策和措施，以確保安全地施工。

校核地下工程理論計算結(jié)果，為理論解析、數(shù)值分析提供計算數(shù)據(jù)與對比指標(biāo)；為優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)，保證隧道既穩(wěn)定又經(jīng)濟。通過量測了解該工程條件下所表現(xiàn)、反映出來的一些地下工程規(guī)律和特點，為今后類似工程或工法本身發(fā)展提供借鑒、依據(jù)和指導(dǎo)作用。

隧道洞內(nèi)外觀測：

在每個開挖面進行，特別是在軟弱破碎圍巖條件下，開挖后由隧道工程師和地質(zhì)工程師立即進行地質(zhì)調(diào)查，觀察后繪制開挖工作面略圖（地質(zhì)素描），填寫工作面狀態(tài)記錄表及圍巖級別判定卡。

開挖后未被支護圍巖的觀測，如節(jié)理裂隙發(fā)育程度及其方向；開挖工作面的穩(wěn)定狀態(tài)，頂板有無坍塌；涌水情況：位置、水量、水壓等；底板是否有隆起現(xiàn)象。

對開挖后已支護的圍巖的觀測，如對已施工區(qū)段的觀察每天至少進行一次，觀察內(nèi)容包括有無錨桿被拉斷或墊板脫離圍巖現(xiàn)象；噴射混凝土有無裂隙和剝離或剪切破壞；鋼拱架有無被壓變形情況；錨桿注漿和噴射混凝土施工質(zhì)量是否符合規(guī)定的要求；觀察圍巖破壞形態(tài)并分析。

近年來，隨著鐵路、公路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展，我國隧道建設(shè)工作進入了迅猛發(fā)展時期，隨之而來的各種隧道事故也頻頻發(fā)生。因此如何對現(xiàn)役運營隧道或新建隧道進行健康診斷和病害與災(zāi)害預(yù)防和控制就顯得極為重要。

最后推薦一款可以應(yīng)用在隧道變形在線監(jiān)測過程中的光纖傳感器，從國外引進的高質(zhì)量光纖應(yīng)變傳感器 － FOS－N， FOS－N是一種光纖應(yīng)力傳感器，它是復(fù)合材料工程研究和工業(yè)應(yīng)用，如建筑物、橋梁、隧道襯砌、支承結(jié)構(gòu)、船舶和電源變壓器等結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控的理想產(chǎn)品。FOS－N應(yīng)變傳感器具備尺寸小、精度高、不受EMI／RFI干擾、耐腐蝕和耐高溫的特點。FOS－N光纖應(yīng)變傳感器可在惡劣的化學(xué)環(huán)境下正常工作，同時它的結(jié)構(gòu)堅固，使用靈活性高，能夠滿足當(dāng)前高性能復(fù)合材料研究和土建結(jié)構(gòu)監(jiān)控的要求。

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