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隧道运营期结构健康监测ppt课件.ppt

泰然健康网
2024-12-14 23:13

隧道运营期结构健康监测ppt课件

隧道运营期结构健康监测 ;一，研究的目的;一研究目的;二国内外的研究现状及发展趋势; 国内外的一些专家在隧道的监测方面做了大量的工作,为隧道的监测提供了很好的借鉴和参考。; 瑞士Aembe Measuring Technique公司研制了一套全自动隧道断面收敛及投射系统TMS。它是由Leica TPS激光全测站仪加上伺服马达驱动定位装置,再配合即时收敛及投射软件组成.; 黄腾、张书丰于2004年结合南京地铁一号线隧道下穿公路隧道的具体工程实践,探讨了两种不同类型隧道的监测技术,分析了隧道穿越公路隧道过程中监测数据的变化规律,用于工程实践,保证了隧道结构和周边环境的安全。;国内外主要隧道变形监测方法;变形监测，就是利用测量与专用仪器和方法监测变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。;特点：此类方法能够直接量测隧道特定位置、区段的形变，但人力、财力成本极高，监测周期较长，在效率和资源利用等方面都不再符合当今地铁隧道监测的实际应用要求和发展需求，因此对此类方法的研究在近几年已经趋于停滞。 ;非接触测量;应用：目前所采用的非接触测量的方法多数基于激光测距技术。其中三维激光扫描仪无需设置反射棱镜、无接触测量，能高密度、高分辨率获取扫描物体的海量点云数据，同时对环境光线、温度都要求较低，因此三维激光扫描作为隧道变形监测的新方法是比较理想的。局限：但是由于价格特别昂贵，只能用于特定重点项目进行监测，无法普遍用于所以隧道。 ;基于图像传感技术的监测;应用：周奇才等人在 2009 年提出利用数字图像处理技术对地铁隧道变形进行监测的方案，通过对数字图像进行平滑、锐化、腐蚀、膨胀、去噪等预处理，进而计算光源位置变化并得出地铁隧道纵向的变形量。实验结果表明，该方法在地铁隧道变形检测系统中得到的隧道变形量比较精确、可靠。局限：由于运营地铁隧道内环境恶劣,情况复杂,因此对目标光源的数字图像数据的分析、识别以及目标光源圆心位置的计算是十分困难的。;系统示意图;基于光纤传感技术的监测;FBG应变监测系统图;隧道监测的发展趋势;三，隧道监测的项目及所选仪器介绍;监测项目;???、围岩内部位移监测围岩内部位移监测，是通过位移计量测围岩不同深度的轴向位移，据此分析判断隧道围岩位移的变化范围和松弛范围，预测围岩稳定性，为修改锚杆支护参数提供依据。该检测项目所用传感器为位移传感器。根据地质条件，量测断而应选在典型构造地段及埋深较大或较浅地段，一般每隔100 m设置一个断而，断层带每隔50 m设置一个断而，其余地段断而间距可适当加大，但须保证沿每类围岩至少有一个断而，测点布设情况见图1。;图1 围岩内部位移测点分布示意图;二、裂纹监测;三、初衬钢拱架应变监测初衬钢拱架作为隧道主要的承重结构，测量其应变，可以掌握隧道围岩的稳定性。一般每10榀钢拱架设一断而，每根钢拱架沿水平中性轴位置左右对称安装2个钢弦式表面应变计，如图2所示。;四、二衬结构内应力监测二衬钢筋铺设完毕未浇注混凝土前截断待测位置的钢筋，将传感器串联在钢筋上，作相关防护并将线路引出即可。或者也可以选用压力盒。将压力盒埋设在一次衬砌和二次衬砌之间，对其结构内应力进行检测。结合地质条件，在代表性地段设断面，测点布设如图3所示。;五、锚杆轴力监测根据隧道设计和地质情况，一般每10 m布置1个断面，每个断面至少布设3根锚杆，如图4所示。在安设锚杆前将锚杆截断，将轴力计串联焊接在距离锚杆孔口0.5~1.0m处，用砂浆锚固装有轴力计的锚杆。;监测所用所用仪器; 目前隧道运营监测中采用的传感器系统有：差动电阻式传感器系统、振弦式传感器系统及光纤光栅传感器系统。其中振弦式传感器属于非电量测量，基本不受接引线长度影响，信号传输距离可达一公里，经特殊处理，信号可传输数公里。并且其结构简单，长期稳定性好，易于实现自动化。拟采用振弦式传感器系统作为隧道运营期结构健康监测的主要使用传感器。;3.1 位移计在围岩内部位移监测中使用的传感器是位移计。位移计适用于长期埋设在水工结构物或土坝、土堤、边坡、隧道等结构物内，测量结构物深层多部位的位移、沉降、应变、滑移等，并可同步测量埋设点的温度。;振弦式位移计工作原理：当被测结构物发生位移变形时将会通过多点位移计的锚头带动测杆，测杆再拉动位移计的拉杆产生位移变形。位移计拉杆的位移变形传递给振弦转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置，即可测出被测结构物的变形量。振弦式多点位移计可同步测量埋设点的