隧道围岩相似材料应变场监测


隧道开挖的过程中会伴随着应力场的重新分布,应力场的变化规律以及临界值等都需要测试。
传统的应变片或者光纤光栅只能测试有限离散的点,不能测试分布式应变场。基于OFDR的分布式光纤传感测试系统,空间分辨率可以低至0.65mm,能够实现应变场的测试,1m光纤就能捕获1500+个数据点,大量的,连续的应变数据构成应变场,能够有效的反映开挖过程中围岩的应力场变化,定位开裂的具体位置。
以下是用相似材料模拟隧道开挖,监测围岩应变。

图1 开挖示意图及光纤布置图

图2 实验现场

图3  测试数据
分析图3多次测试数据,可以明显看到在19.6m处是一个负应力集中点。在开挖过程中,此处逐渐发育有裂纹,随着进程继续发展,应变值在2000时形成破裂。此次实验获得了宝贵的经验数据,为实际工程提供了有力的支撑。