隧道運(yùn)營期結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)ppt課件

隧道運(yùn)營期結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè) ;一，研究的目的;一 研究目的;二 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì); 國內(nèi)外的一些專家在隧道的監(jiān)測(cè)方面做了大量的工作,為隧道的監(jiān)測(cè)提供了很好的借鑒和參考。; 瑞士Aembe Measuring Technique公司研制了一套全自動(dòng)隧道斷面收斂及投射系統(tǒng)TMS。它是由Leica TPS激光全測(cè)站儀加上伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)定位裝置,再配合即時(shí)收斂及投射軟件組成.; 黃騰、張書豐于2004年結(jié)合南京地鐵一號(hào)線隧道下穿公路隧道的具體工程實(shí)踐,探討了兩種不同類型隧道的監(jiān)測(cè)技術(shù),分析了隧道穿越公路隧道過程中監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化規(guī)律,用于工程實(shí)踐,保證了隧道結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境的安全。;國內(nèi)外主要隧道變形監(jiān)測(cè)方法;變形監(jiān)測(cè)，就是利用測(cè)量與專用儀器和方法監(jiān)測(cè)變形體的形狀、大小及位置變化的空間狀態(tài)和時(shí)間特征。;特點(diǎn)：此類方法能夠直接量測(cè)隧道特定位置、區(qū)段的形變，但人力、財(cái)力成本極高，監(jiān)測(cè)周期較長，在效率和資源利用等方面都不再符合當(dāng)今地鐵隧道監(jiān)測(cè)的實(shí)際應(yīng)用要求和發(fā)展需求，因此對(duì)此類方法的研究在近幾年已經(jīng)趨于停滯。 ;非接觸測(cè)量;應(yīng)用：目前所采用的非接觸測(cè)量的方法多數(shù)基于激光測(cè)距技術(shù)。其中三維激光掃描儀無需設(shè)置反射棱鏡、無接觸測(cè)量，能高密度、高分辨率獲取掃描物體的海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)環(huán)境光線、溫度都要求較低，因此三維激光掃描作為隧道變形監(jiān)測(cè)的新方法是比較理想的。 局限：但是由于價(jià)格特別昂貴，只能用于特定重點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)測(cè)，無法普遍用于所以隧道。 ;基于圖像傳感技術(shù)的監(jiān)測(cè);應(yīng)用：周奇才等人在 2009 年提出利用數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)地鐵隧道變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)的方案，通過對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行平滑、銳化、腐蝕、膨脹、去噪等預(yù)處理，進(jìn)而計(jì)算光源位置變化并得出地鐵隧道縱向的變形量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法在地鐵隧道變形檢測(cè)系統(tǒng)中得到的隧道變形量比較精確、可靠。 局限：由于運(yùn)營地鐵隧道內(nèi)環(huán)境惡劣,情況復(fù)雜,因此對(duì)目標(biāo)光源的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的分析、識(shí)別以及目標(biāo)光源圓心位置的計(jì)算是十分困難的。;系統(tǒng)示意圖;基于光纖傳感技術(shù)的監(jiān)測(cè);FBG應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)圖;隧道監(jiān)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì);三，隧道監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目及所選儀器介紹;監(jiān)測(cè)項(xiàng)目;???、圍巖內(nèi)部位移監(jiān)測(cè) 圍巖內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)，是通過位移計(jì)量測(cè)圍巖不同深度的軸向位移，據(jù)此分析判斷隧道圍巖位移的變化范圍和松弛范圍，預(yù)測(cè)圍巖穩(wěn)定性，為修改錨桿支護(hù)參數(shù)提供依據(jù)。該檢測(cè)項(xiàng)目所用傳感器為位移傳感器。根據(jù)地質(zhì)條件，量測(cè)斷而應(yīng)選在典型構(gòu)造地段及埋深較大或較淺地段，一般每隔100 m設(shè)置一個(gè)斷而，斷層帶每隔50 m設(shè)置一個(gè)斷而，其余地段斷而間距可適當(dāng)加大，但須保證沿每類圍巖至少有一個(gè)斷而，測(cè)點(diǎn)布設(shè)情況見圖1。;圖1 圍巖內(nèi)部位移測(cè)點(diǎn)分布示意圖;二、裂紋監(jiān)測(cè);三、初襯鋼拱架應(yīng)變監(jiān)測(cè) 初襯鋼拱架作為隧道主要的承重結(jié)構(gòu)，測(cè)量其應(yīng)變，可以掌握隧道圍巖的穩(wěn)定性。一般每10榀鋼拱架設(shè)一斷而，每根鋼拱架沿水平中性軸位置左右對(duì)稱安裝2個(gè)鋼弦式表面應(yīng)變計(jì)，如圖2所示。;四、二襯結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力監(jiān)測(cè) 二襯鋼筋鋪設(shè)完畢未澆注混凝土前截?cái)啻郎y(cè)位置的鋼筋，將傳感器串聯(lián)在鋼筋上，作相關(guān)防護(hù)并將線路引出即可。或者也可以選用壓力盒。將壓力盒埋設(shè)在一次襯砌和二次襯砌之間，對(duì)其結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行檢測(cè)。 結(jié)合地質(zhì)條件，在代表性地段設(shè)斷面，測(cè)點(diǎn)布設(shè)如圖3所示。;五、錨桿軸力監(jiān)測(cè) 根據(jù)隧道設(shè)計(jì)和地質(zhì)情況，一般每10 m布置1個(gè)斷面，每個(gè)斷面至少布設(shè)3根錨桿，如圖4所示。在安設(shè)錨桿前將錨桿截?cái)?，將軸力計(jì)串聯(lián)焊接在距離錨桿孔口0.5~1.0m處，用砂漿錨固裝有軸力計(jì)的錨桿。;監(jiān)測(cè)所用所用儀器; 目前隧道運(yùn)營監(jiān)測(cè)中采用的傳感器系統(tǒng)有：差動(dòng)電阻式傳感器系統(tǒng)、振弦式傳感器系統(tǒng)及光纖光柵傳感器系統(tǒng)。其中振弦式傳感器屬于非電量測(cè)量，基本不受接引線長度影響，信號(hào)傳輸距離可達(dá)一公里，經(jīng)特殊處理，信號(hào)可傳輸數(shù)公里。并且其結(jié)構(gòu)簡單，長期穩(wěn)定性好，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。擬采用振弦式傳感器系統(tǒng)作為隧道運(yùn)營期結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的主要使用傳感器。;3.1 位移計(jì) 在圍巖內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)中使用的傳感器是位移計(jì)。位移計(jì)適用于長期埋設(shè)在水工結(jié)構(gòu)物或土壩、土堤、邊坡、隧道等結(jié)構(gòu)物內(nèi)，測(cè)量結(jié)構(gòu)物深層多部位的位移、沉降、應(yīng)變、滑移等，并可同步測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度。;振弦式位移計(jì)工作原理： 當(dāng)被測(cè)結(jié)構(gòu)物發(fā)生位移變形時(shí)將會(huì)通過多點(diǎn)位移計(jì)的錨頭帶動(dòng)測(cè)桿，測(cè)桿再拉動(dòng)位移計(jì)的拉桿產(chǎn)生位移變形。位移計(jì)拉桿的位移變形傳遞給振弦轉(zhuǎn)變成振弦應(yīng)力的變化，從而改變振弦的振動(dòng)頻率。電磁線圈激振振弦并測(cè)量其振動(dòng)頻率，頻率信號(hào)經(jīng)電纜傳輸至讀數(shù)裝置，即可測(cè)出被測(cè)結(jié)構(gòu)物的變形量。振弦式多點(diǎn)位移計(jì)可同步測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的

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