[发明专利]一种可大规模高精度在线监测盾构隧道错台的系统及方法

摘要

本发明公开了一种可大规模高精度在线监测盾构隧道错台的系统，包括若干个变形感应装置，若干个变形感应装置经光纤传感回路与分布式光纤解调仪连通，分布式光纤解调仪与计算机连通，所述变形感应装置包括变形梁体和传感光纤，变形梁体的一端固定连接在接缝一侧的盾构隧道管片上，另一端定向固定连接在所述接缝另一侧的盾构隧道管片上，所述传感光纤沿变形梁体上下表面的中轴线布置，且在中轴线上形成有自由传感光纤；所述光纤传感回路通过串联若干个变形感应装置上的传感光纤与分布式光纤解调仪连通形成通光回路后与计算机连通。本发明结构简单，实现了大规模盾构隧道管片错台的低成本、高精度在线监测。

主权项

一种基于可大规模高精度在线监测盾构隧道错台的系统的可大规模高精度在线监测盾构隧道错台的方法，其特征在于，所述的系统包括若干个变形感应装置，所述若干个变形感应装置经光纤传感回路与分布式光纤解调仪连通，所述分布式光纤解调仪与计算机连通，所述变形感应装置包括变形梁体和传感光纤，所述变形梁体的一端固定连接在接缝一侧的盾构隧道管片上，另一端定向固定连接在所述接缝另一侧的盾构隧道管片上，所述变形梁体连接处的上下两面设有夹持螺帽，且所述定向固定端的变形梁体与上下夹持螺帽之间存有空隙；所述传感光纤沿变形梁体上下表面的中轴线布置，且在中轴线上形成有自由传感光纤；所述光纤传感回路通过串联若干个变形感应装置上的传感光纤与分布式光纤解调仪连通形成通光回路后与计算机连通；所述的方法包括步骤如下：(一)在每两个盾构隧道管片的接缝处设置变形感应装置；(二)变形感应装置通过传感光纤监测变形梁体的上下表面应变情况，通过形成的自由传感光纤监测温度；(三)通过串联若干个变形感应装置上的传感光纤与分布式光纤解调仪连接形成通光回路，分布式光纤解调仪解析通光回路反射光中的布里渊散射信号的中心频率，并将数据发送给计算机；(四)计算机通过软件程序存贮解析的光信号信息，计算变形感应装置的应变、温度分布以及错台变形；所述错台变形采用积分法，计算公式如下：δ=∫0lϵ(x)-ϵ′(x)dM‾(x)dx+Δ]]>式中，δ是错台变形，ε(x)和ε′(x)分别是变形感应装置上的变形梁体下、上面应变分布，l和d分别是变形梁体的长度和厚度，是虚弯矩，Δ是螺帽与变形梁体之间的初始空隙，x是在变形梁体中轴线上应变监测点距变形梁体固定端的距离。