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基于光纤Bragg光栅传感技术的隧道拱顶沉降监测的研究
| 论文题名： | 基于光纤Bragg光栅传感技术的隧道拱顶沉降监测的研究 |
| 关键词： | 地铁隧道;拱顶沉降;杂散电流腐蚀;光纤布拉格光栅传感技术;传感监测 |
| 摘要： | 随着地铁这一交通运输方式在各个城市的广泛应用及发展，随之产生的地铁安全运营方面的问题，已经得到广泛的关注。地铁运营过程中产生的杂散电流会对钢轨、埋地金属管线、区间隧道主体金属结构等产生严重腐蚀，造成地铁隧道拱顶开裂甚至坍塌，这意味着加强对杂散电流腐蚀的监测成为迫切的需求。光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）传感技术具有抗电磁干扰、动态响应快、灵敏度和测试精度高、耐久性强及可实现远距离实时监测等优点，在众多传感监测领域发挥了出色的作用。据此，本文在总结国内外对光纤布拉格传感技术应用领域的基础上，提出了一种基于光纤布拉格光栅传感技术监测隧道拱顶沉降的方案，以此在杂散电流腐蚀环境下，实现对隧道拱顶沉降的传感监测。 本文首先分析了杂散电流的分布规律和杂散电流腐蚀与隧道拱顶沉降之间的关系，并通过仿真直观分析杂散电流对金属结构的腐蚀影响。接下来根据地铁隧道监测的要求，选择相匹配的光纤布拉格光栅传感方案，设计了光纤传感监测平台，使用Matlab对监测结果进行处理，得到应变与电压值之间的关系式。最后分析光纤布拉格光栅传感技术在隧道拱顶沉降监测领域应用的合理性与可行性。 相比于现在工程建筑中一直采用的传统的隧道监测技术：电阻应变片监测技术和振弦式应变片监测技术。本文创新点在于：提出将光纤布拉格光栅传感技术运用于地铁隧道拱顶沉降监测这一领域，并建立光纤布拉格光栅传感监测平台，得到应变与电压值之间的关系式。本文分析了杂散电流腐蚀与隧道拱顶沉降之间的关系以及FBG传感监测技术在隧道拱顶沉降监测上的应用，为地铁隧道拱顶的安全监测提供了一个可行的方案。 |
| 作者： | 姜甜甜 |
| 专业： | 光学工程 |
| 导师： | 钱清泉;黄元亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 暨南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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