基于光纤传感的盾构输水隧洞内压加载原位试验研究

作者：黄井武; 王德洋; 严振瑞; 朱鸿鹄^*; 施斌

来源：应用基础与工程科学学报, 2023, 31(02): 387-399.

DOI：10.16058/j.issn.1005-0930.2023.02.012

• 输水隧洞
• 叠合衬砌结构
• 衬砌管片
• 光纤传感器
• 布里渊光时域反射技术(BOTDR)
• 受激布里渊光频域分析技术(BOFDA)
• 应变监测

高水压作用下水工隧洞衬砌结构的承载特性及破坏机理复杂，借助现有的监测技术难以准确评价其工作状态.针对珠江三角洲水资源配置工程，开展了以“外衬管片-自密实混凝土-内衬钢管”叠合衬砌结构为研究对象的现场原位试验.采用分布式光纤感测技术对内压加载过程中叠合衬砌结构力学性能特征进行了深入探究.试验结果表明：在内压逐步增加的条件下，隧洞衬砌的应变发展呈现非连续阶跃的特征；内衬钢管环向应变起伏变化均匀、平缓，整体基本处于弹性工作状态；衬砌结构中的自密实混凝土在内压作用下由弹性变形进入弹塑性变形状态，且在管片拼接缝位置处出现裂缝；外衬管片在均布内压作用下呈现非均匀性的膨胀变形，且管片接缝张开显著区域主要分布于隧洞拱顶位置.研究结果从应变演化的角度揭示了叠合衬砌结构承载特性及破坏机理，充分验证了分布式光纤感测技术在输水隧洞结构健康监测中的巨大应用潜力.

• 单位
  南京大学; 广东省水利电力勘测设计研究院