[发明专利]一种盾构隧道管片外土压力的长期监测装置及方法

摘要

本发明公开了一种盾构隧道管片外土压力的长期监测装置，包括光纤光栅应变砖、光纤光栅温度补偿块、光缆盒、铠装光缆，光纤光栅应变砖包括测量石块、包裹在测量石块外的砂浆层，测量石块的三个相互垂直的表面上均设置有4支光纤光栅，光纤光栅温度补偿块包括空心的金属圆筒、以及设置在金属圆筒内的温补石块，温补石块与金属圆筒之间采用EVA泡棉充填，温补石块的三个相互垂直的表面上均设置有4支光纤光栅。本发明还公开了一种盾构隧道管片外土压力的长期监测方法。本发明有效降低了土压力监测误差，安装成活率高，且具有抗电磁干扰、耐腐蚀、信号衰减小等特点，可长期、准确监测盾构隧道管片外土压力。

主权项

1.一种盾构隧道管片外土压力的长期监测装置，其特征在于，包括光纤光栅应变砖(1)、光纤光栅温度补偿块(2)、光缆盒(3)、铠装光缆(4)，光纤光栅应变砖(1)包括测量石块(601)、包裹在测量石块(601)外的砂浆层，测量石块(601)的三个相互垂直的表面上均设置有4支光纤光栅，光纤光栅温度补偿块(2)包括空心的金属圆筒(11)、以及设置在金属圆筒(11)内的温补石块(602)，金属圆筒(11)两端采用橡胶塞(12)封堵，温补石块(602)与金属圆筒(11)之间采用EVA泡棉(13)充填，温补石块(602)的三个相互垂直的表面上均设置有4支光纤光栅，设定，y为隧道轴向，z为管片的径向方向，x为y‑z平面的法线方向，取设定点为原点o，测量石块(601)上的光纤光栅包括方向向量为(‑1,0,0)的光纤光栅a、方向向量为(0,0,‑1)的光纤光栅b、方向向量为的光纤光栅c、方向向量为的光纤光栅d；方向向量为(0,1,0)的光纤光栅e、方向向量为(0,0,‑1)的光纤光栅f、方向向量为的光纤光栅g、方向向量为的光纤光栅h、方向向量为(‑1,0,0)的光纤光栅i、方向向量为(0,1,0)光纤光栅j、方向向量为光纤光栅k、方向向量为的光纤光栅l；温补石块(602)上的光纤光栅包括方向向量为(‑1,0,0)的光纤光栅a’、方向向量为(0,0,‑1)的光纤光栅b’、方向向量为的光纤光栅c’、方向向量为的光纤光栅d’；方向向量为(0,1,0)的光纤光栅e’、方向向量为(0,0,‑1)的光纤光栅f’、方向向量为的光纤光栅g’、方向向量为的光纤光栅h’、方向向量为(‑1,0,0)的光纤光栅I’、方向向量为(0,1,0)光纤光栅j’、方向向量为光纤光栅k’、方向向量为的光纤光栅l’；测量石块(601)上的12个光纤光栅对应12个测量方向，温补石块(602)上的12个光纤光栅的测量方向与测量石块(601)上的12个光纤光栅的测量方向一一对应，12个测量方向对应的测量石块(601)和温补石块(602)上的光纤光栅分别通过铠装光缆(4)连接，铠装光缆(4)的光缆接头穿过设置在光缆盒(3)上的防水接头(18)设置在光缆盒(3)中。