[实用新型]基于智能纤维的地下洞室边墙变形监测装置

说明书

本实用新型公开了一种基于智能纤维的地下洞室边墙变形监测装置，包括：智能纤维，所述智能纤维沿待监测的地下洞室边墙面布置；智能纤维固定装置，所述智能纤维沿待监测的地下洞室边墙面布置的方向上每间隔一段距离通过所述智能纤维固定装置与所述地下洞室边墙固定，每一所述智能纤维固定装置形成一监测点，每两个所述监测点之间形成一监测区段；监测终端，所述监测终端用于采集所述智能纤维的监测数据。本实用新型实现了对边墙向洞轴线方向位移的长期实时监测，能够反映边墙监测区域的整体变形情况，从而对边墙的稳定性进行预测预警。

技术领域

本实用新型涉及地下洞室边墙监测技术领域，具体涉及一种基于智能纤维的地下洞室边墙变形监测装置。

背景技术

智能纤维可以用作应变传感器。智能纤维中的背向布里渊散射光频率对其所受外界应力和温度的作用十分敏感，且有很好的线性关系，因此，可以通过对智能纤维背向布里渊散射信号的解调来获取分布在智能纤维上的应变和温度信息。智能纤维既是传感元件又是传输媒介，且柔软可弯曲，能以任意形式复合于基体结构中而不影响基体性能。

洞室稳定性一直以来是工程中关注的重点问题，其中地下洞室边墙的变形量是洞室稳定性评价的重要指标，例如，国内地下厂房洞室周边允许位移值一般控制在开挖跨度的0.5％以内。因此，实时获取洞室边墙的整体变形情况对反馈工程设计、调整开挖支护方案有重要的现实意义。

目前边墙变形监测的常用手段为采样多点位移计测量，多点位移计多埋设在地下洞室围边墙两侧的钻孔中，用灌浆或液压锚固的方法与孔壁锚固为一体，当围岩沿钻孔轴线方向发生位移时，其位移量就通过与锚头联结在一起的钢杆(或钢丝)传递到孔口的传感器上，得出与位移成比例的电压或频率变化，并在显示器上显示，然后，可将电测信号换算成位移量。多点位移计只能对某一特定部位的监测，如果需要实现整体边墙的监测需要进行大量的钻孔来布设多点位移计，成本较高。智能纤维成本较低，无需钻孔，可利用锚固螺栓在边墙表面大面积布设。借助其柔软可弯曲的材料特性与边墙发生协调变形，可通过多个锚固节点的变形情况来反映边墙的整体变形，克服单一部位变形监测信息量不足的缺点。

三维激光扫描是目前较为先进的一种边墙变形监测方式。通过对比不同时刻获取的边墙表面点云数据，以两期点云的位置变化来反映边墙的整体变形情况。三维激光扫描虽可能实现对边墙的整体变形进行监测，但是三维激光扫描仪需要人为操作仪器对边墙进行扫描，且不能实现实时扫描和数据传输，监测效率较低。而且洞室有变形发生时，测量控制点也会发生位移，因此三维点云的对比结果的真实度还值得探讨。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于智能纤维的地下洞室边墙变形监测装置，旨在解决的技术问题之一是实现对边墙向洞轴线方向位移的长期实时监测。

考虑到现有技术的上述问题，根据本实用新型公开的一个方面，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于智能纤维的地下洞室边墙变形监测装置，其包括：

智能纤维，所述智能纤维沿待监测的地下洞室边墙面布置；

智能纤维固定装置，所述智能纤维沿待监测的地下洞室边墙面布置的方向上每间隔一段距离通过所述智能纤维固定装置与所述地下洞室边墙固定，每一所述智能纤维固定装置形成一监测点，每两个所述监测点之间形成一监测区段；

监测终端，所述监测终端用于采集所述智能纤维的监测数据。

为了更好地实现本实用新型，进一步的技术方案是：

根据本实用新型的一个实施方案，在所述智能纤维布置的一区域设置一作为变形基准点的多点位移计，一所述智能纤维通过一所述多点位移计与地下洞室边墙固定。

根据本实用新型的另一个实施方案，所述智能纤维固定装置为锚固螺栓。

根据本实用新型的另一个实施方案，所述智能纤维布置为格栅式结构，所述格栅式结构包括：