铁路运输论文_基于光纤传感技术的轨道交通工程(2)

7.3 主要创新点

参考文献

致谢

作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

文章摘要:轨道交通工程综合了各类土木、建筑、岩土、矿业工程等高水平复合型工程,稳定、可靠、高效的监测技术是保障轨道交通工程安全施工的重要手段。然而,传统监测技术在长期使用过程中越来越难以适应快速发展的轨道交通工程安全监测要求。近年来发展的光纤传感监测技术凭借其抗干扰能力强、精度高、稳定性好、防水防潮、耐久性长、可实现远距离大范围分布式监测、可集成性好等优点,成为轨道交通工程监测行业中一种较为理想的监测手段。目前光纤传感监测技术多处于室内实验阶段,未能充分融入轨道交通工程的实际工程监测作业中,在实际工程应用时,存在成活率低、布设方法与实际工程匹配度低等实际问题。为此,本文针对现阶段城市轨道交通工程施工监测的需求和传统监测技术的不足,依托金义东城际轨道工程,以轨道交通工程中基坑工程围护结构以及盾构隧道管片结构为研究对象,解决了光纤传感监测技术在围护结构以及盾构隧道管片结构变形的工程应用问题,主要研究内容及结论包括以下几个方面:近年来发展的光纤传感监测技术凭借其抗干扰能力强、精度高、稳定性好、防水防潮、耐久性长、可实现远距离大范围分布式监测、可集成性好等优点,成为轨道交通工程监测行业中一种较为理想的监测手段。目前光纤传感监测技术多处于室内实验阶段,未能充分融入轨道交通工程的实际工程监测作业中,在实际工程应用时,存在成活率低、布设方法与实际工程匹配度低等实际问题。为此,本文针对现阶段城市轨道交通工程施工监测的需求和传统监测技术的不足,依托金义东城际轨道工程,以轨道交通工程中基坑工程围护结构以及盾构隧道管片结构为研究对象,解决了光纤传感监测技术在围护结构以及盾构隧道管片结构变形的工程应用问题,主要研究内容及结论包括以下几个方面:（1）光纤类传感器性能研究:基于光纤传感技术制成的光纤类传感器的基础性能分析,对其封装方式以及传感特性进行研究,了解其监测物理量。标定了其应变、温度传感系数。（2）基于光纤传感技术（BOTDA）对桩体深层水平位移的监测技术研究:针对基坑工程围护结构中的有无腰梁结构的两种钻孔灌注桩深层水平位移监测需求,改良了在腰梁结构下难以存活的单U型监测技术方法,相对应的提出了多U型监测技术方法,基于倾角法原理及材料力学应变转化原理推导了U型布设位移算法,设计了以PVC管为载体的室内简支梁模型试验,并于实际工程中与传统测斜管进行了监测效果对比,实验与实际工程结果均验证了多U型监测技术的正确性以及光纤传感技术的可靠性,解决了传统测斜管的监测精度不足、腰梁结构下传感器失活的问题。（3）基于光纤传感技术（BOTDA、FBG）的砼支撑受力变形监测技术研究:基于材料力学原理,对含有格构柱的砼支撑进行受力模型概化求解,解决了传感器安装参数以及受力计算方法不明确的问题,通过实际工程中与传统钢筋计的监测效果对比,说明了BOTDA与FBG的监测效果均优于传统钢筋计的监测效果,进一步验证了模型的正确性。（4）基于光纤传感技术（BOTDA）的盾构隧道管片结构变形监测技术研究:在原有Z型布设的二维位移监测技术的基础上,结合盾构隧道管片三维变形模式,设计了基于全分布式光纤传感器的菱型布设三维位移监测技术,并推导了相对应的三种位移计算方法,设计了以木板为载体的管片三维位移室内模型试验,验证了菱型监测技术的正确性,解决了z型监测技术与管片实际位移不匹配的问题;

文章关键词:

论文DOI:10.27034/d.cnki.ggxiu.2021.001123

论文分类号:U231.3;TP212

文章来源：《传感技术学报》 网址: http://www.cgjsxb.cn/qikandaodu/2022/0130/610.html