基于光纤传感技术的地铁隧道模型变形试验研究

发布时间：2024-12-15 21:20

　　作为城市交通系统的重要组成部分,地铁盾构隧道在长期运营过程中的安全状况受到社会的高度关注,地铁盾构隧道的沉降变形是对其安全评定的核心指标之一。对于地铁盾构隧道沉降产生的应变与变形检测成为了一个重要的研究领域。在光纤传感技术中,分布式光纤传感技术凭借自身自动化程度高、抗电磁干扰能力强以及分布式检测等优势成为了受工程研究人员关注的新型应变与变形检测技术。本文对分布式光纤在地铁盾构隧道变形检测上的应用进行了有针对性的试验研究以及算法改进。根据相似理论,采用有机玻璃和纯铝螺栓作为模型制作材料,设计和制备了地铁盾构隧道模型。并以模型隧道为基础,采用模型试验的方式,将分布式光纤与电阻应变片、百分表进行对比,研究分布式光纤传感技术在地铁隧道沉降变形检测方面的可行性。本文的主要工作有:(1)查阅与本文研究内容相关的文献资料,对光纤传感技术的类别及各自应用的优缺点进行有针对性的学习和总结,基于研究背景,明确此次试验研究的实际意义。(2)结合地铁盾构隧道原型,选择相似理论中适用的准则导出方法进行相似准则推导,确定地铁盾构隧道模型的各项参数。确定出适于地铁盾构隧道模型制作的材料种类。完成地铁盾构隧道模型的管片...

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1地下轨道交通实例

随着我国城镇化建设的快速发展，城市道路建设也在同步加速，但这仍没有满足人们对于出行便捷的需要，城市交通的拥堵问题十分严重。这一问题的解决，被放在了许多城市的重要位置，很多城市争先发展各自的城市轨道交通，目前北京、上海、广州、南京、天津、深圳以及杭州等十余个城市都陆续建成或开始兴建....

图2地铁隧道渗水漏砂示意图

1绪论对隧道结构的安全、地铁列车运营的安全舒适都有较大威胁。如果隧道过量纵向沉降变形，会导致地铁轨道纵向差异过大，轨道纵向偏差和高低差较大时，地铁列车车轮与轨道间的磨损加重，后期维修养护任务急剧加重，给地铁隧道运营管理部门和国家造成巨大的经济损失，同时使社会群众对地铁出行的安全....

图3光纤传感技术所占市场比例预测图

分布式敏锐感测应变与温度受激布里渊光时域散射分析(BOTDA）测程长，空间定位能力强，精度相对较高，能敏锐感测应变与温度需双端测量，用于长距离监测的费时较长拉曼光时域散射分析（ROTDR）仅对温度敏感性强，空间定位能力强，测程长反射回的光信号较弱同时，由于市场需求的外部推动，光纤....

图4后向散射光示意图

图4后向散射光示意图Fig4Backscatterlightschematic根据图4所示，瑞利散射的入射光发生弹性散射，光强由于散射会降低，但波长基本不发生变化。此外，与拉曼散射和布里渊散射相比，瑞利散射对温度敏感度较低。瑞利散射光时域分析技术OTDR的应用就是根....

本文编号：4016482