隧道运营期结构健康监测ppt课件.ppt

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1、隧道运营期结构健康监测2013.05.23韩宗彪学号:201221080220宁鹏学号:201221080221一，研究的目的二，国内外的研究现状及发展趋势三，隧道监测的项目及所选仪器介绍四，超声波测距技术一研究目的隧道在运营过程中，由于受到材料退化、地震、人为因素等影响会发生隧道主体结构的损坏和劣化。若不及时检测和维修，将会导致很大的破坏和坍塌，带来的损失也是非常巨大的。所以对运营期隧道进行实时监测，及时高效地保证隧道主体结构的安全是必要的。二国内外的研究现状及发展趋势国内外研究现状国内外主要隧道变形监测方法隧道监测的发展趋势国内外的一些专家在隧道的监测方面做了大量的工作,为隧

2、道的监测提供了很好的借鉴和参考。在国外,荷兰于2000年对Botlek铁路隧道施工过程进行了土木衬砌结构特性以及隧道动力现状等方面的监测,并将隧道施工过程大量的监测数据用于指导施工。韩国在高速铁路(HSR)隧道安装了健康监测系统,对内部衬砌形变、喷射混凝土应力、地下水水位以及其它问题进行实时监测或周期性监测国内外研究现状瑞士AembeMeasuringTechnique公司研制了一套全自动隧道断面收敛及投射系统TMS。它是由LeicaTPS激光全测站仪加上伺服马达驱动定位装置,再配合即时收敛及投射软件组成.在国内,王秀美、曾卓乔于2001年开发了一种用于监测运营期间对周边位移进行

3、监测的新技术。LeeJ.S.于2004年利用健康监测系统采集的隧道变形数据,通过一种新的系统识别方法来判断隧道的损伤和损伤部位。黄腾、张书丰于2004年结合南京地铁一号线隧道下穿公路隧道的具体工程实践,探讨了两种不同类型隧道的监测技术,分析了隧道穿越公路隧道过程中监测数据的变化规律,用于工程实践,保证了隧道结构和周边环境的安全。国内外主要隧道变形监测方法接触测量非接触测量变形监测，就是利用测量与专用仪器和方法监测变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。测量方法主要可分为接触式测量和非接触式测量两种。接触测量接触式测量需人工安装倾斜仪在隧道内壁的不同位置来获得倾斜角和变化

4、，如收敛尺、巴赛特收敛系统等监测方法。特点：此类方法能够直接量测隧道特定位置、区段的形变，但人力、财力成本极高，监测周期较长，在效率和资源利用等方面都不再符合当今地铁隧道监测的实际应用要求和发展需求，因此对此类方法的研究在近几年已经趋于停滞。非接触测量基于激光测距技术的监测基于图像传感技术的监测基于光纤传感技术的监测应用：目前所采用的非接触测量的方法多数基于激光测距技术。其中三维激光扫描仪无需设置反射棱镜、无接触测量，能高密度、高分辨率获取扫描物体的海量点云数据，同时对环境光线、温度都要求较低，因此三维激光扫描作为隧道变形监测的新方法是比较理想的。局限：但是由于价格特别昂贵，只能

5、用于特定重点项目进行监测，无法普遍用于所以隧道。基于激光测距技术的监测基于图像传感技术的监测原理：数字图像处理技术也在地铁隧道变形监测中有所应用，即通过对隧道内定点放置的目标光源进行拍摄所得图像进行预处理，再对目标光源轮廓进行提取，然后通过图像二值化提取边界，最后通过计算目标光源圆心的位置变化得出地铁隧道纵向的变形量。应用：周奇才等人在2009年提出利用数字图像处理技术对地铁隧道变形进行监测的方案，通过对数字图像进行平滑、锐化、腐蚀、膨胀、去噪等预处理，进而计算光源位置变化并得出地铁隧道纵向的变形量。实验结果表明，该方法在地铁隧道变形检测系统中得到的隧道变形量比较精确、可靠。局限

6、：由于运营地铁隧道内环境恶劣,情况复杂,因此对目标光源的数字图像数据的分析、识别以及目标光源圆心位置的计算是十分困难的。系统示意图图像传感器位移测量基于光纤传感技术的监测应用：近年来，一些新式传感技术在隧道监测领域得到发展，尤其是光纤传感技术引起人们关注。美国、德国、英国等都在致力于该技术的研究，国内对其研究相对较晚。局限：由于光纤非常脆弱,岩土工程变形复杂，因此传感光纤的合理布设是检测成功与否的关键；另外，光纤目前的分辨率只能达到1m，这对实际工程来说是远远不够的.鉴于以上种种原因，采用光纤技术进行健康监测尚未在实际大型土木工程中得到推广应用。FBG应变监测系统图隧道监测的发展

7、趋势针对目前隧道监测系统存在的不足，未来的发展趋势主要体现在以下几个方面：(1)采用高精度、环境适应能力强、自动化程度高、可操作性强的测量仪器和自动化的隧道实时监测系统；(2)研究出实用性强、可靠性高的数据处理方法，以提高预测结果的准确度；(3)充分利用信息技术、计算机技术、数据库技术、网络技术和虚拟现实技术．开发出功能完备、安全性高、实用性强、可视化程度高、可维护性好、可移植性强等的隧道监测信息管理系统，包括3维可视化平台和虚拟现实平台.三，隧道监测的项目及所选仪器介绍监测项目