分布式光纤监测冻结壁变形机理研究

发布时间：2019-11-04 15:56

【摘要】：选用了现场冻结工程实际所使用冻结管,将点式监测技术与BOTDA监测技术联合使用,进行了力学性能试验,结果表明在竖向集中荷载的作用下,在管长方向冻结管的挠度沿管子中部大致呈现出两侧对称分布的趋势,两端挠度较小,中间较大。其中BOTDA所得的最大挠度约为1.6mm,点式法最大挠度为2.4mm；管子受力受力曲线与挠曲线趋势一致,中间大两端较小。在最后一级荷载下,管子中部应变达到最大值,BOTDA约为691μs,应变片值为736με,相差约为45με,结果较为接近。 利用BOTDR监测技术进行现场监测,实测结果表明随着掘进深度的增加,冻结壁沿着径向的变形也在逐渐增加,且段高上部的变形值较小,而进段高下部的位置变形值较大。当段高为2.7m的时候,在掘进过程中冻结壁的变形值不是非常大,只有部分位置超过了50mm,最大值约为1l0mm。当段高为4.0m时,冻结壁的位移值大于高度为2.7m的掘进段,大部分都超过了允许值50mm,最大者可达到230mm。 由数值模拟的结果可以看出,冻结壁的变形主要是集中在开挖段高中部偏上的位置,且得到最大值。在暴露24小时候后,冻结壁的最大水平总位移能达到80mm,与现场实测数据相比,还是较为吻合的。与最大冻结壁水平位移位于开挖段高的1/3处相符合。
【图文】：

图6 S型布设方式Fig6 The layout of S type用图3、图4和图6所示的布设方式时，要注意光纤不能过度弯曲，造成曲太小，是关系产生较大的弯曲损耗，影响了传感光纤的有效感测长度。基于布里渊散射的分布式光纤传感技术布式光纤传感技术在沿光纤的长度方向上，把被测量的物理参量看作是光长度的函数的测试技术，其原理是基于测试光纤在几何分布上的一维特用分布式光纤传感技术可以实现整个测试光纤在长度方向上对被测量物理连续测量，与此同时，也可以获取被测物理参量在空间上的分布状态和随变化的信息[43]。常情况下，介质内部分子往往会存在着一定形式的振动，，这种振动会导折射率随着时间和空间发生周期性的起伏，从而会产生自发的声波场。光

由于点式测试方法的不足，所以在试验中点式方法所布设的测点也较少，故得到的有用数据也就相对较少，其结果成图见图15，图中挑选出了几组具有代表意义的荷载。从图中可以看出管子的变形大体上是中间较大而两侧较小的对称分布趋势，变形主要集中管子的中间区域，且随着荷载的增加，位移也越来越大。但是由于测点较少，所以图中的突变拐点较多，跟现实中的变化情况不是十分的接近，因此其所得到的结果与光纤测试成果图的对比是有限的，但二者变化规律还是相吻合的。对比分析图11、12、13、14与图15可得，两种测试方法所得各级荷载下烧度随位置变化的曲线变化规律大致一致，都是管子两侧位烧度小而中部烧度较大，基本上都是对称分布且中间最大，由图可得光纤法测得的最大烧度约为1.6mm,点式法最大烧度为2.4mm
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD265.3

【参考文献】

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本文编号：2555715