發(fā)布時(shí)間：2021-08-06 14:01

　　對(duì)城市下穿鐵路隧道而言,采用常規(guī)隧道檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行診斷存在一定的局限,無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離分布式多時(shí)段的監(jiān)測(cè)。為解決這一問(wèn)題,本文采用長(zhǎng)距離分布式布里淵光纖作隧道應(yīng)變的傳感器,提出了基于隧道縱向多斷面曲率相關(guān)性的下穿鐵路隧道結(jié)構(gòu)狀態(tài)診斷方法,并研究了該診斷方法在實(shí)際隧道中的應(yīng)用。系統(tǒng)總結(jié)了國(guó)內(nèi)外隧道監(jiān)控量測(cè)及損傷診斷的應(yīng)用研究成果與發(fā)展趨勢(shì),重點(diǎn)闡述了利用長(zhǎng)距離分布式傳感技術(shù)對(duì)隧道進(jìn)行結(jié)構(gòu)狀態(tài)診斷的相關(guān)方法和理論。在此基礎(chǔ)上,對(duì)隧道結(jié)構(gòu)曲率與應(yīng)變關(guān)系的基本原理進(jìn)行了研究,結(jié)合能量法的思想,研究了剪力對(duì)隧道應(yīng)變與曲率關(guān)系的影響程度,即滿足何種條件下能夠忽略剪力對(duì)隧道應(yīng)變與曲率關(guān)系的影響,并通過(guò)有限元算例分別對(duì)剪力和彎矩對(duì)隧道應(yīng)變與曲率關(guān)系的影響進(jìn)行了驗(yàn)證。以劉長(zhǎng)山路隧道為工程背景,確定合理的圍巖及隧道結(jié)構(gòu)參數(shù),建立了劉長(zhǎng)山路隧道有限元模型。并通過(guò)數(shù)值模擬的方式,構(gòu)建出健康狀態(tài)下劉長(zhǎng)山路隧道結(jié)構(gòu)應(yīng)變與曲率的關(guān)系模型。在劉長(zhǎng)山路隧道應(yīng)變與曲率關(guān)系模型的基礎(chǔ)上,選取隧道特征截面并結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的思想,提出基于曲率相關(guān)性的隧道結(jié)構(gòu)損傷診斷方法。以有限元模擬隧道結(jié)構(gòu)損傷的算例,分析了不同噪聲水平下所提診... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

靜定梁微段單元圖中h為梁的高度，為該微段單元變形后的曲率半徑，而d則為其對(duì)應(yīng)

式中 '—隧道測(cè)點(diǎn)應(yīng)變值；h '—隧道應(yīng)變測(cè)點(diǎn)位置到隧道截面中性軸的距離。將由式 2-5 所計(jì)算得到的曲率值定義為結(jié)構(gòu)的“應(yīng)變曲率”，即由應(yīng)變所計(jì)算得到的曲率，當(dāng)然，對(duì)于實(shí)際的橫截面很大的結(jié)構(gòu)，即使是相同截面的不同位置曲率值也是不一樣的，此時(shí)計(jì)算的應(yīng)變曲率并不直接代表截面整體曲率，而是反映截面的結(jié)構(gòu)變形。2.2 隧道結(jié)構(gòu)應(yīng)變與曲率的影響因素分析相對(duì)于 2.1 節(jié)中所推導(dǎo)建立的靜定梁應(yīng)變與曲率關(guān)系的模型而言，隧道結(jié)構(gòu)與其存在相似性，但也存在一定的差異。首先，隧道結(jié)構(gòu)的形狀類(lèi)似于一根長(zhǎng)梁，如圖 2-2 所示，這意味著隧道結(jié)構(gòu)因損傷發(fā)生的變形模式亦可能較為接近真實(shí)梁，依據(jù)常識(shí)，隧道受損傷時(shí)損傷位置結(jié)構(gòu)剛度減小，變形增大，與梁體損傷變形較為接近。其次，本文對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的模擬采用有限元建模，其中隧道結(jié)構(gòu)采用實(shí)體單元和殼單元來(lái)模擬，而有限元實(shí)體單元或殼單元的變形較為接近 2.1 節(jié)中的梁微段。因此，可以將隧道視作一根由大量土體彈簧限制的、由大量有限元實(shí)體單元和殼單元構(gòu)成的很長(zhǎng)的空心梁體。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文' '=2=2C AC ADz DzLDz DzL 上下C 點(diǎn)在變形前后的 z 軸位移量，其余同理；該單元變形前長(zhǎng)度，或其變形后中性軸 z 向長(zhǎng)度。目的在于用變形量除以單元變形前的長(zhǎng)度以求得單元

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]隧道監(jiān)控量測(cè)[J]. 胡鵬舉.  四川建材. 2018(02)
[2]中央大道海河隧道健康監(jiān)測(cè)方法研究[J]. 王佩.  鐵道勘察. 2017(06)
[3]立體化視角下城市多元空間整合研究——以玉溪市紅塔區(qū)為例[J]. 劉本映,趙琳.  安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(24)
[4]低溫長(zhǎng)距離分布式布里淵光纖傳感系統(tǒng)研究[J]. 張娟,李金平,董永康.  中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2015(12)
[5]隧道監(jiān)控量測(cè)自動(dòng)預(yù)警管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 李靜,李長(zhǎng)青,張麗麗,鄧洪亮.  施工技術(shù). 2015(18)
[6]超大直徑水下盾構(gòu)隧道健康監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)研究[J]. 舒恒,吳樹(shù)元,李健,郭小紅.  現(xiàn)代隧道技術(shù). 2015(04)
[7]隧道三維信息化監(jiān)測(cè)技術(shù)與工程應(yīng)用[J]. 李長(zhǎng)青.  測(cè)繪通報(bào). 2015(06)
[8]靜力水準(zhǔn)儀在運(yùn)營(yíng)期地鐵隧道變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用及分析[J]. 孫澤信,張書(shū)豐,劉寧.  現(xiàn)代隧道技術(shù). 2015(01)
[9]自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)在天津地鐵3號(hào)線金獅橋站—天津站站盾構(gòu)穿越高速鐵路工程中的應(yīng)用[J]. 李明.  隧道建設(shè). 2014(04)
[10]斷裂帶山嶺隧道超前預(yù)報(bào)的現(xiàn)代地質(zhì)推斷法[J]. 余莉,陳建平.  公路交通科技. 2013(11)

碩士論文
[1]基于分布式光纖傳感技術(shù)的新舊路基沉降變形監(jiān)測(cè)研究[D]. 劉玉濤.南京航空航天大學(xué) 2014
[2]超長(zhǎng)距離布里淵分布式光纖傳感關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 任艷.浙江大學(xué) 2014
[3]隧道圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用研究[D]. 劉琴琴.南京理工大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3325905