[發明專利]一種基于光纖傳感的頂管管節內壁混凝土應力監測方法

在審

• 申請號: 202011051805.0
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112378556A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 劉吉敏;程樺;曹廣勇;陳平
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學;安徽建筑大學;中鐵四局集團第四工程有限公司
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 王依

1.一種基于光纖傳感的頂管管節內壁混凝土應力監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將管節環向布設光纜位置結構體表面清潔干凈，去除雜質后在結構體表面做好光纜布設指示線，在布設指示線按照一定寬度涂刷一層環氧樹脂膠水；

S2、在涂抹膠水上沿著一個方向布設光纜，采用滾輪按壓密實光纜，使光纜與膠水充分接觸；

S3、待光纜布設完成后，再在光纜上部再次涂刷一層環氧樹脂膠水，再次用滾輪按壓密實然后采用布基膠帶臨時固定光纜，防止光纜脫落，待環氧膠水固化24h左右即可牢固的固定在結構體表面并和結構體實現良好的耦合；

S4、將光纜與數據采集設備連接，通過測量光纖中的背向自然布里淵散射光的頻率漂移量及反射波長漂移量，計算光纖的應變量，進而測得到管節內壁混凝土應力變化。

2.根據權利要求1所述的基于光纖傳感的頂管管節內壁混凝土應力監測方法，其特征在于，所述光纜為玻璃纖維復合基光纜，所述光纜內嵌入0.9mm高傳遞緊包護套應變感測光纜。

3.根據權利要求1所述的基于光纖傳感的頂管管節內壁混凝土應力監測方法，其特征在于，所述步驟S1中布設光纜位置分別在設管節的三個斷面，所述光纜沿管節內壁環向設置。

4.根據權利要求1所述的基于光纖傳感的頂管管節內壁混凝土應力監測方法，其特征在于，所述數據采集設備為分布式光纖應變解調儀或柜式模塊化光纖光柵設備。

5.根據權利要求4所述的基于光纖傳感的頂管管節內壁混凝土應力監測方法，其特征在于，所述數據采集設備為分布式光纖應變解調儀，則光纖的應變量根據下式計算：

式(Ⅰ)中：v_B(ε)是應變為ε時的布里淵頻率的漂移量；

v_B(0)是應變為0時的布里淵頻率的漂移量；

為比例系數；

ε為光纖的應變量。

6.根據權利要求4所述的基于光纖傳感的頂管管節內壁混凝土應力監測方法，其特征在于，所述數據采集設備為柜式模塊化光纖光柵設備，則光纖的應變量根據下式計算：

Δλ_B＝α_εε+α_TΔT (Ⅱ)；

式(Ⅱ)中：Δλ_B為反射波長漂移量；

a_ε為光纖光柵應變靈敏系數；

a_T為光纖光柵的溫度靈敏度系數；

ΔT為溫度變化值

ε為光纖的應變量。