公路應(yīng)用中的巴魯夫BTL7系列傳感器
公路隧道的建造是百年大計(jì),而保證工程質(zhì)量是業(yè)主的基本要求。隨著公路隧道工程數(shù)量的增加和建設(shè)速度的加快,加上公路隧道斷面大、形狀扁平、需要運(yùn)營通風(fēng)和防水要求高等特點(diǎn),目前,國內(nèi)己建和在建的大部分公路隧道都存在不同程度的質(zhì)量問題,如隧道滲漏、襯砌開裂和限界受限等。

公路應(yīng)用中的巴魯夫BTL7系列傳感器
傳統(tǒng)的檢測技術(shù)可探明公路隧道圍巖壓力的分布狀態(tài)及二次襯砌的質(zhì)量,但難以實(shí)現(xiàn)圍巖和二次襯砌性能劣化過程監(jiān)測及病害預(yù)報(bào),同時(shí)監(jiān)測過程中對(duì)交通干擾明顯。因此將巴魯夫BTL7系列傳感器埋入圍巖與支護(hù)之間、二次襯砌混凝土內(nèi)部,不僅可得到詳細(xì)的結(jié)構(gòu)應(yīng)力場,同時(shí)可以得到圍巖壓力和二次襯砌性能變化的過程,并對(duì)未來情況進(jìn)行預(yù)報(bào),保證了監(jiān)測系統(tǒng)的*穩(wěn)定性。主要包括以下幾方面工作：1.研究分析了FBG溫度傳感器、埋入式FBG應(yīng)變傳感器和FBG土壓力傳感器的傳感結(jié)構(gòu)、傳感模型和傳感原理,利用FBG傳感器易于組成傳感網(wǎng)絡(luò)的特性,將這幾種FBG傳感器組成傳感網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)對(duì)公路隧道施工運(yùn)行情況的*監(jiān)測,并對(duì)可能出現(xiàn)的病害進(jìn)行預(yù)測報(bào)警。2.研究分析了隧道現(xiàn)場病害情況,對(duì)隧道初始圍巖壓力分布情況和二襯應(yīng)力分布情況進(jìn)行了分析研究,研究表明,在隧道每個(gè)斷面的拱頂、拱肩、拱腰、拱腳位置安裝應(yīng)變傳感器,在每個(gè)斷面的拱肩和拱腰之間安裝土壓力傳感器,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)公路隧道圍巖壓力分布情況和二次襯砌性能變化情況的*過程監(jiān)測,保證隧道施工運(yùn)行的穩(wěn)定性。同時(shí),研究分析了隧道環(huán)境溫度的變化特點(diǎn),在每個(gè)斷面的邊墻位置安裝溫度傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償,降低了溫度對(duì)FBG傳感器檢測精度的影響。3.針對(duì)現(xiàn)場量測到的大量數(shù)據(jù),利用相關(guān)的數(shù)學(xué)模型將FBG傳感器反饋回來的波長值轉(zhuǎn)換成待測參量值,如應(yīng)變、壓力等,并以直觀的曲線圖展示待測參量的變化過程,為判斷隧道的運(yùn)行情況提供依據(jù)。4.采用非線性回歸分析的方法對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分析,首先,分別用對(duì)數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)和雙曲函數(shù)對(duì)光纖監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,通過分析比較,雙曲函數(shù)的擬合效果,能夠很好地反映其發(fā)展的變化趨勢,為隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性判斷提供依據(jù)。通過雙曲函數(shù)模型對(duì)隧道的各個(gè)斷面進(jìn)行擬合分析,實(shí)踐表明,該方法可以對(duì)隧道的結(jié)構(gòu)變化趨勢進(jìn)行判斷,并對(duì)可能發(fā)生的病害情況進(jìn)行預(yù)測預(yù)警。

公路應(yīng)用中的巴魯夫BTL7系列傳感器
因此,及時(shí)有效的監(jiān)測公路隧道的安全信息,并對(duì)公路隧道可能發(fā)生的質(zhì)量問題進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的預(yù)測,可以保證隧道的安全運(yùn)營,節(jié)省隧道病害成本,具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。巴魯夫BTL7系列傳感器具有抗電磁*力強(qiáng)、測量范圍廣、傳輸損耗小、精度高以及實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn),特別適合需要實(shí)時(shí)監(jiān)控的多參量(應(yīng)變,溫度,振動(dòng))的大型建筑如大壩、隧道、橋梁、公路。