[发明专利]隧道初期支护拱架应变的无线监测方法

说明书

本发明公开了提供隧道初期支护拱架应变的无线监测方法，如下：步骤一、将所述第一电阻式应变片紧密粘贴到二次衬砌钢筋待测应变处的表面，用于随二次衬砌钢筋的变形而变形；步骤二、将第二电阻式应变片固定于待测应变处周边；步骤三、导线连接所述第一电阻式应变片和第二电阻式应变片，且在所述第一电阻式应变片和第二电阻式应变片外端导线连接串联连接的第一固定电阻和第二固定电阻，封闭连接形成惠斯通电桥。通过该方法不需要为应变片连接大量长的数据线，能够减少工作量，同时提高数据采集的效率。

技术领域

本发明属于铁路隧道初期支护受力监测技术领域，具体涉及隧道初期支护拱架应变的无线监测方法。

背景技术

在隧道施工过程中，为了分析初期支护受力情况，以及为初期支护的动态设计提供参考依据，需要对钢拱架的应力进行监测。

目前通常采用的初期支护拱架受力监测方法是：通过在初期支护拱架内部焊接钢筋应变计，然后将数据线引出初期支护外，待初期支护混凝土喷射完成后，开始连接采集仪进行数据采集处理。

以上方法均需要为每一个钢筋应变计连接数据线，然后将数据线引出至每一个数据采集箱，通常数公里的隧道采用大量的数据线，工作量巨大，采集工作繁琐，工作效率低下。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供隧道初期支护拱架应变的无线监测方法，通过该方法可以不需要为应变片连接大量长的数据线，能够减少工作量，同时提高数据采集的效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，1.隧道初期支护拱架应变的无线监测方法，该无线监测方法如下：

步骤一、将所述第一电阻式应变片紧密粘贴到二次衬砌钢筋待测应变处的表面，用于随二次衬砌钢筋的变形而变形；

步骤二、将第二电阻式应变片固定于待测应变处周边；

步骤三、导线连接所述第一电阻式应变片和第二电阻式应变片，且在所述第一电阻式应变片和第二电阻式应变片外端导线连接串联连接的第一固定电阻和第二固定电阻，封闭连接形成惠斯通电桥；

步骤四、连接RFID标签，所述RFID标签的电压信号输入口和接地端与所述惠斯通电桥的第一连接点和第二连接点导线连接；用于采集两连接点间的电压差值信号，并将电压差值信号转换为射频数字信号；

所述第一固定电阻和第一电阻式应变片间的连接点为第一连接点；所述第二电阻式应变片和第二固定电阻间的连接点为第二连接点；

步骤五、将所述惠斯通电桥的第三连接点和第四连接点均各与对应的电源连接；所述电源用于向所述惠斯通电桥供电；

步骤六、将所述第二电阻式应变片、第二固定电阻和第一固定电阻封装于一保护膜内；

步骤七、浇筑二次衬砌，所述第一电阻式应变片、第一固定电阻、第二固定电阻、第二电阻式应变片和RFID标签浇筑在二次衬砌内；

步骤八、将RFID阅读器和数据采集处理仪连接；使RFID阅读器进入所述RFID标签的射频识别范围；

所述RFID阅读器向各所述RFID标签发射信号，激活各所述RFID标签；并接收各所述RFID标签发送的射频数字信号，并将数字信号还原为电压差值信号，并传输；

步骤九、所述数据采集处理仪接收所述步骤六中传输的电压差值信号，根据如下公式，

求得到所述第一电阻式应变片的应变，即为所述锚杆待测应变处的应变；

其中，ΔU为第一连接点和第二连接点间的电压差值；

e为第二电阻式应变片和第二固定电阻阻值的比；