公路應用中的巴魯夫BTL7系列傳感器
公路隧道的建造是百年大計,而保證工程質(zhì)量是業(yè)主的基本要求。隨著公路隧道工程數(shù)量的增加和建設速度的加快,加上公路隧道斷面大、形狀扁平、需要運營通風和防水要求高等特點,目前,國內(nèi)己建和在建的大部分公路隧道都存在不同程度的質(zhì)量問題,如隧道滲漏、襯砌開裂和限界受限等。

公路應用中的巴魯夫BTL7系列傳感器
傳統(tǒng)的檢測技術可探明公路隧道圍巖壓力的分布狀態(tài)及二次襯砌的質(zhì)量,但難以實現(xiàn)圍巖和二次襯砌性能劣化過程監(jiān)測及病害預報,同時監(jiān)測過程中對交通干擾明顯。因此將巴魯夫BTL7系列傳感器埋入圍巖與支護之間、二次襯砌混凝土內(nèi)部,不僅可得到詳細的結(jié)構(gòu)應力場,同時可以得到圍巖壓力和二次襯砌性能變化的過程,并對未來情況進行預報,保證了監(jiān)測系統(tǒng)的*穩(wěn)定性。主要包括以下幾方面工作：1.研究分析了FBG溫度傳感器、埋入式FBG應變傳感器和FBG土壓力傳感器的傳感結(jié)構(gòu)、傳感模型和傳感原理,利用FBG傳感器易于組成傳感網(wǎng)絡的特性,將這幾種FBG傳感器組成傳感網(wǎng)絡,實現(xiàn)對公路隧道施工運行情況的*監(jiān)測,并對可能出現(xiàn)的病害進行預測報警。2.研究分析了隧道現(xiàn)場病害情況,對隧道初始圍巖壓力分布情況和二襯應力分布情況進行了分析研究,研究表明,在隧道每個斷面的拱頂、拱肩、拱腰、拱腳位置安裝應變傳感器,在每個斷面的拱肩和拱腰之間安裝土壓力傳感器,可以實現(xiàn)對公路隧道圍巖壓力分布情況和二次襯砌性能變化情況的*過程監(jiān)測,保證隧道施工運行的穩(wěn)定性。同時,研究分析了隧道環(huán)境溫度的變化特點,在每個斷面的邊墻位置安裝溫度傳感器進行溫度補償,降低了溫度對FBG傳感器檢測精度的影響。3.針對現(xiàn)場量測到的大量數(shù)據(jù),利用相關的數(shù)學模型將FBG傳感器反饋回來的波長值轉(zhuǎn)換成待測參量值,如應變、壓力等,并以直觀的曲線圖展示待測參量的變化過程,為判斷隧道的運行情況提供依據(jù)。4.采用非線性回歸分析的方法對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行擬合分析,首先,分別用對數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)和雙曲函數(shù)對光纖監(jiān)測數(shù)據(jù)進行擬合,通過分析比較,雙曲函數(shù)的擬合效果,能夠很好地反映其發(fā)展的變化趨勢,為隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性判斷提供依據(jù)。通過雙曲函數(shù)模型對隧道的各個斷面進行擬合分析,實踐表明,該方法可以對隧道的結(jié)構(gòu)變化趨勢進行判斷,并對可能發(fā)生的病害情況進行預測預警。

公路應用中的巴魯夫BTL7系列傳感器
因此,及時有效的監(jiān)測公路隧道的安全信息,并對公路隧道可能發(fā)生的質(zhì)量問題進行及時準確的預測,可以保證隧道的安全運營,節(jié)省隧道病害成本,具有重大的經(jīng)濟和社會效益。巴魯夫BTL7系列傳感器具有抗電磁*力強、測量范圍廣、傳輸損耗小、精度高以及實時性強等特點,特別適合需要實時監(jiān)控的多參量(應變,溫度,振動)的大型建筑如大壩、隧道、橋梁、公路。