[发明专利]基于光纤光栅的隧道安全监测结构

说明书

本发明涉及隧道安全监测结构的技术领域，公开了基于光纤光栅的隧道安全监测结构，包括隧道、混凝土层多个锚杆以及钢拱架，混凝土层铺设隧道，锚杆锚固隧道，钢拱架支撑固定混凝土层；锚杆安设有光纤光栅钢筋计，钢拱架设有光纤光栅应力应变计，光纤光栅钢筋计与光纤光栅应力应变计分别与解调仪呈连接布置。当隧道受力时，与隧道贴合的混凝土层以及锚固在隧道的锚杆也会发生相应的形变，钢拱架也会发生形变，一旦混凝土层形变、锚杆或者钢拱架发生形变，光纤光栅钢筋计和光纤光栅应力应变计相应的参数数值发生变化，解调仪接收并处理相应的参数变化，实现实时监测，保证隧道的安全。

技术领域

本发明专利涉及隧道安全监测结构的技术领域，具体而言，涉及基于光纤光栅的隧道安全监测结构。

背景技术

隧道是埋置于地层内的工程建筑物，实现地下空间的利用；隧道可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道、军事隧道等。

目前，隧道安全监测技术手段、标准建设等方面仍处于探索阶段，使用的监测方法操作复杂、效率不高，且往往不能进行实时有效的监测，将现场状况实时的反馈出来。

现有技术中，隧道的监测方法采用全站仪人工监测，然而，全站仪的监测需要人工逐点监测，耗时耗力，且不能实时监测，同时，监测精度与工作人员的操作有关，导致其测量误差较大。

发明内容

本发明的目的在于提供基于光纤光栅的隧道安全监测结构，旨在解决现有技术中，隧道监测耗时耗力的问题。

本发明是这样实现的，基于光纤光栅的隧道安全监测结构，包括隧道、混凝土层多个锚杆以及钢拱架，所述混凝土层铺设所述隧道，所述锚杆锚固所述隧道，所述钢拱架支撑固定所述混凝土层；所述锚杆安设有光纤光栅钢筋计，所述钢拱架设有光纤光栅应力应变计，所述光纤光栅钢筋计与所述光纤光栅应力应变计分别与解调仪呈连接布置。

进一步的，所述隧道的外壁面抵触支撑土层，所述混凝土层的外端面铺设所述隧道的内壁面，所述钢拱架支撑固定所述混凝土层的内端面；所述隧道的外壁面设有光栅光纤表面应变计，所述光栅光纤表面应变计与所述解调仪呈连接布置。

进一步的，所述混凝土层埋设有光栅光纤埋入应变计，所述光栅光纤埋入应变计与所述解调仪呈连接布置。

进一步的，所述基于光纤光栅的隧道安全监测结构包括安设架，所述安设架包括上架体以及下架体，所述上架体与所述下架体呈对接布置，所述上架体安设所述隧道，所述上架体具有第一卡槽，所述光栅光纤表面应变计安设所述第一卡槽且贴附所述隧道的外壁面；所述下架体安设所述混凝土层，所述下架体具有第二卡槽，所述光栅光纤埋入应变计安设所述第二卡槽且处于所述混凝土层的内部。

进一步的，所述隧道包括拱顶部，所述拱顶部连接有位移杆，所述位移杆的内端与所述拱顶部呈连接布置，所述位移杆的外端沿背离所述拱顶部方向呈垂直延伸布置；所述位移杆设有多个位移计，多个所述位移计沿所述位移杆的延伸方向呈依序间隔布置。

进一步的，所述混凝土层的内端面设有多个光栅光纤表面裂缝计，所述混凝土层的内端面沿背离地面方向呈拱起弧形布置，多个所述光栅光纤表面裂缝计呈弧形间隔排列布置。

进一步的，所述锚杆的内端锚固所述隧道，所述锚杆的外端沿背离所述隧道方向锚固所述土层；所述锚杆设有多个所述光纤光栅钢筋计，多个所述光纤光栅钢筋计沿所述锚杆的延伸方向呈间隔布置。

进一步的，所述锚杆包括杆体以及杆套，所述杆套环绕套设所述杆体，所述杆体与所述杆套呈相对固定布置，所述杆套具有多个安设口，所述光纤光栅钢筋计贯穿所述安设口安设所述杆体；所述杆体与所述杆套之间形成中空区，所述光纤光栅钢筋计通过所述中空区布线与所述解调仪呈连接布置。