fbg传感器在基坑安全监测中的应用研究

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1、南京工业大学硕士学位论文FBG传感器在基坑安全监测中的应用研究姓名：张枫申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：黄广龙；徐洪钟20080605硕士学位论文摘要在深基坑工程实践中，由于岩土条件的复杂性和不确定性以及支护结构设计计算理论还不够完善，基坑监测是保障基坑工程安全实施的重要环节，而传统的监测技术和手段已经无法满足工程监测智能化、自动化的要求。近年来，光纤光栅传感技术已经广泛应用在土木工程中的结构健康监测领域。光纤Bra鹊光栅传感器(FibefBra鹊G隐thlgSe璐。璐，简称FBG传感器)以其高灵敏度、高分辨力等特点，在结构应变、温度量测中，具有独特的优势。将FBG传感器应用于基坑

2、支护结构安全监测中是一次新的有意义的尝试。首先基于FBG传感原理，结合室内试验，分析其应变和温度传感特性。FBG具有对应变和温度交叉敏感的特性，将其应用于结构应变监测时必须采取温度补偿技术。综合比较多种温度补偿方法，选用不受力光栅温度补偿法，并推导出温度补偿计算公式。研究FBG与基体之间的应变传递规律，推导其在轴向受压和受拉状态下的应变传递系数表达式。分析了胶接层对应变传递的影响，结果表明胶接层厚度越薄，应变传递系数越大，应变传递效果越好；胶接层弹性模量越大，应变传递系数越大，应变传递效果越好。随着FBG传感器半标距长度的增加，应变传递系数是不断增大的，不同标距长度的传感器应变传递系数存在较

3、大差异。研究FBG传感器的封装工艺，对其进行U形钢管和不锈钢片封装，通过室内应变和温度特性试验测试，计算出各FBG传感器的应变和温度灵敏度系数。结果证明封装材料与传感器之间的粘贴剂是决定应变传递效果的关键，必须保证粘贴剂具有足够的抗剪强度。研究FBG传感器的现场布设工艺，通过室内钢筋混凝土梁试验，将FBG传感器与传统传感器进行了对比，FBG传感器应变测试结果与传统测试方法吻合较好，验证了FBG传感器的有效性和优越性。通过室内试验，开展了基坑水平位移的准分布式FBG应变监测试验研究，并且根据试验结果，探讨将FBG传感器应用于基坑准分布式监测在工艺上的可行性和方法上摘要的有效性。试验结果表明FB

4、G传感器所测位移值与位移计实测值吻合较好，且精度较高，能够满足实际工程的要求，为工程应用提供了试验依据。将FBG传感器用于深基坑混凝土内支撑的应变和温度量测，对基坑开挖至底板施工期间的支撑轴力变化进行了全过程监测。在长达半年多的监测过程中，FBG传感器始终都能正常工作，表明FBG传感器在基坑工程监测中的可靠性。实测结果表明，基坑开挖过程中混凝土支撑梁上下部处在不同的受力状态，采用断面平均应力法来计算混凝土支撑轴力显然是不合理的。因此，有必要对混凝土支撑轴力计算方法加以改进，使计算结果更为合理。关键词：光纤B船鹞光栅基坑监测混凝土支撑钢筋应变温度支撑轴力ⅡF0rmeconlplexnyand舶

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