利用光纤光栅无应力计反演混凝土热膨胀系数的方法研究

摘要

在隧道衬砌混凝土应变的监测中,选择隧道混凝土衬砌断面结构应力集中部位布设光纤光栅传感器,选择降温阶段的数据,利用应变波长和温度波长反演混凝土热膨胀系数,不仅为验证设计、检查施工质量提供依据,同时也为以后建立安全监测与预警系统提供可参考数据.某引水隧道工程主隧道长99.54km,隧道断面为圆形，成洞洞径7.3m,设计压力0.85MPa;为对隧道进行监测，在IV,V围岩破碎带处，可能对围岩稳定造成影响的断层处及地下水位较高洞段进行安全监测。选取断面A中心破碎带宽约40m，断层物质主要是断层泥、构造碎裂岩及构造片岩等，胶结较差。选取断面编号为A-N-O1无应力计数据进行计算。通过现场恒温水浴实验测得精确的温补系数，以减小计算混凝土热膨胀系数时的误差。选取降温阶段数据，且隧道中湿度变化不大，则认为湿度变形和白生体积变形趋于稳定，利用最小二乘法直接拟合应变波长和温度波长的数据，而非将应变波长和温度波长转换为应变值和温度值后在进行拟合，减小了数据离散度，计算更加精确。