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BOTDA在隧道中的应用

 吴钰骅等人在《长距离光纤传感技术在地铁隧道监测中的应用》中分析了地铁隧道结构的变形特点,提出了BOTDR长距离光纤传感技术应用到地铁隧道结构健康监测方案中,具有全程、实时、抗干扰、耐久等优点。采用钢管外包混凝土模型模拟隧道结构,检验了长距离光纤传感系统的应变检测性能。 基本原理:长距离光纤传感监测系统利用分布式光纤传感技术。光纤每一段既是应变量测的敏感单元,又是其他敏感单元量测信息的传输通道,可以获得被测物理量在光纤各点处空间和时间上连续分布信息。基于布里渊时域反射BOTDR(Brillouin Optical Time DomainReflectometer)技术,在应变检测时只需在光纤的一端进行激光入纤和光信号处理,光路结构较简单。采用布里渊散射后向散射系统光纤传感器传感测试距离可以达到几十千米,适合长距离监测。(吴钰骅,沈林冲. 长距离光纤传感技术在地铁隧道监测中的应用. 中国市政工程,2006,(6).59-61 )

白泥井3号隧道是一条山岭隧道,隧道出口段位于滑坡等地质灾害多发的危险区域,为了确保隧道安全,应用国际上先进的BOTDR分布式应变测量技术,对隧道拱圈截面变形进行了分布式应变监测。丁 勇 等人在《基于BOTDR的白泥井3号隧道拱圈变形监测》中着重介绍了BOTDR在隧道内安装布设以及监测数据的分析过程,监测成果显示,在将近la的监测时间里,隧道拱圈基本保持稳定,只是在个别区域,如K84+508.2处拱圈截面的衬砌表面发生张拉变形,变形量在雨季期间达到最大,据分析是由于雨水入渗山体造成围岩压力增大,致使拱圈截面受挤压变形。(丁 勇,施 斌,孙 宇,赵永贵. 基于BOTDR的白泥井3号隧道拱圈变形监测. 工程地质学报,2006,14(5).649-653 )

隧道安全是关系到人类生命安全和社会经济活动正常运行的重大问题,及时掌握隧道结构健康状态是确保隧道安全的重要前提条件。随着监测技术的不断发展,以BOTDR(Brillouin Optical Time Domain Reflectometry,简称BOTDR)为代表的分布式光纤传感技术已开始应用在隧道等岩土工程结构的健康监测中,显示出其强大的优越性和应用前景。 丁勇首先从理论上构建了隧道结构健康监测的概念及其系统构成,分析了隧道结构健康监测的发展现状和急待解决的问题,综合比较了各种应用于隧道结构健康监测的传感技术,重点介绍了BOTDR的工作原理、测试性能和方法。(丁勇研究生毕业论文 )

布里渊散射光时域反射计(BOTDR)是近年来才研发成功的分布式应变测量技术。 张丹等人在《基于BOTDR的隧道应变监测研究》中首先介绍了BOTDR的优点和测量原理,以某隧道的BOTDR应用实例,论证了这一技术应用于岩土工程等结构物分布式应变监测的可行性和优势,最后就这一技术在应用中的一些关键技术,如空间分辨率、光纤布设工艺、健康监测与损伤诊断等作了阐述。(张丹,施斌,徐洪钟. 基于BOTDR的隧道应变监测研究. 工程地质学报,2004,12(4).422-426)

应变数据的温度补偿一直是先纤应变传感技术(-t~,BOTDR)应用于实际工程的主要障碍,虽然目前有了不少理论方法试图解决这个问题,但实际运用起来却效果不佳。 丁勇等人在《基于BOTDR技术的隧道衬砌应变测量温度补偿实例分析》中通过对云南白泥井3号隧道光纤应变监测项目的实例分析,提出了一种新的BOTDR 温度补偿方法。应用该方法对白泥井3号隧道进行的温度场分析表明,隧道内空气温度场的温度变化明显要大于隧道结构温度场,而在总体的温度变化趋势上,它们都同当地的气候条件保持一致 。(丁勇,施斌,俞 缙. 基于BOTDR技术的隧道衬砌应变测量温度补偿实例分析. 防灾减灾工程学报,2007,27(3).344-350 )

徐玉桂等人在《浅谈光纤传感技术在隧道结构健康监测中的运用》中主要通过对南京市九华山和玄武湖隧道的结构健康监测系统方案、施工及监测实例的介绍,阐述光纤传感技术较之传统测量技术的优势,同时说明该技术用于隧道结构健康监测的可行性、先进性,以推动这一技术在隧道等基础工程监测的广泛应用,提高我国的工程监测水平。(徐玉桂,刘清忠. 浅谈光纤传感技术在隧道结构健康监测中的运用. 南京市政,2007,(2).8-13 )

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