基于BOTDR光纤感测技术的基坑型钢变形监测研究 Research on Deformation Monitoring of Section Steel for Foundation Pit Based on BOTDR Fiber Optic Monitoring Technology.pdfVIP

第4期 水利信息化 N0．4 2013年8月 WaterResourcesInformmizmion Aug．，2013 周柏兵1’2，方瑜3，易长春4，孙国强 (1．水利部南京水利水文自动化研究所，江苏南京210012： 2．南京水利科学研究院，江苏南京210029； 3．无锡市计量测试中心，江苏无锡214101； 4．河北张河湾蓄能发电有限责任公司，河北石家庄050021) 摘要：布里渊散射光时域反射监测技术(BOTDR)是利用布里渊散射光的光谱和光时域测量的新兴技术，具 有分布式、长距离、精度高和耐久性长等特点。首先介绍基坑变形监测技术的现状和发展，BOTDR光纤监测技 术的原理和特点，并以江苏省宜兴市某大型厂房为例，介绍该技术应用于该基坑型钢变形监测及监测的方案， 讨论基坑内环境因素如温差等对监测结果的影响，验证监测系统的灵敏性，最后对基坑型钢的变形监测结果进 行分析。研究成果表明：该技术应用在基坑型钢变形监测中是可行的、有效的。 关键词：BOTDR；分布式监测；基坑型钢；变形监测 中图分类号：TP7 文献标识码：A 文章编号：1674—9405(2013)04—0039—05 0引言 境影响，造成测值不稳和失准；4)应变片存在零点 漂移。 基坑等地下工程施工期和运营期变形监测具有 全站仪监测围护结构顶部水平位移时，存在 工作量大、范围广、要求高和周期长等特点，常规 2点缺陷：1)室外操作受天气限制，监测工作不连 监测利用测斜仪、应变片、全站仪、数字近景摄影 续，不能及时反馈结构变化信息；2)本身的测量原 方法等测量手段对支护结构进行监测…，可以监测结 理决定只能测量少量的点。 构的变形，但是都存在一定的缺陷。 地面摄影测量技术在基坑变形监测时，存在 测斜仪通过条件假设和数据分析计算可以得出 3点缺陷：1)设备专业，价格昂贵；2)对地下空区 结构位移，但存在3点缺陷：1)所测为土体的倾 测量难于设摄站，不易布设物控制；3)数据处理技 斜变形，而非支护结构，测得数据和真实变形有差 术复杂、周期长。 距：2)易受施工影响，经常出现测点破坏，造成数 根据基坑工程的特点，监测技术是保证施工安 据作废、材料浪费等损失；3)仅测单方向变形，但 全重要的手段，由于现有监测方法只能定点、定时 实际存在各个方向变形，会影响既定方向上的测量 对深基坑工程进行监测，而不能满足动态、连续过 结果。 程【，】。在综合基坑主要失效形式及传统监测方法，并 应变片进行支护结构进行监测时，存在4点缺 吸收其他工程的监测方法的基础上，提出使用分布 陷【2】：1)温度变化对应变片性能影响显著，另温度 式光纤感测技术等先进监测技术实时监测的思路【。】， 变化引起应变片灵敏度系数变化，温度补偿片并不 为进一步开拓基坑工程监测领域打下了基础，弥补 能准确消除温度影响；2)应变片属点式监测，不能 常规监测技术的不足，为工程的动态风险评估提供 有效分布监测：3)测量应变片时电流易受到周围环 精确、可靠的监测数据。 收稿日期：2013—05—30 基金项目：南京水利科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金面上项目(Y112006) 作者简介：周柏兵(1981一)，男，四川南充人，在职博士研究生，从事光纤传感技术和岩土工程安全监测技术研究工作。 万方数据