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基于倾角反演的隧道断面变形全方位监测方法OA北大核心CSTPCD

中文摘要

倾角传感器具有体积小、使用方便、测量连续等优点,在隧道变形监测领域有着巨大应用潜力,然而,现有基于倾角传感器的监测方法往往只能得到特定监测点的变形,在测量隧道断面整体变形方面还存在明显不足。为此,提出一种新的基于监测点倾角的隧道断面变形全方位监测方法。基于隧道断面曲线的形状特征,构造隧道分段变形插值函数,根据极坐标下隧道倾角与极径的关系,采用分段解析方法提出隧道倾角-变形数学模型,进一步通过协同变形假定,修正隧道测点极角,得到隧道倾角-变形算法;接着,建立隧道三维数值模型,通过均布荷载、对称非均布荷载和非对称荷载3种典型工况,采用误差分析方法分别研究算法的适用性;最后,通过室内试验进一步验证算法在实际应用中的准确性。研究结果表明:对于铁路隧道典型三心圆断面,推导的倾角-变形算法在均布荷载、对称非均布荷载和非对称荷载这3种典型工况下均具有良好的适应性,变形最大绝对误差均小于1 mm,平均相对误差均小于7%;在室内模型试验中,拱顶沉降监测误差小于8%,水平收敛监测误差小于5%,证明了监测方法的准确性。

陈晓斌;王风栋;吴梦黎;王业顺;

中南大学土木工程学院,湖南长沙410082 重载铁路工程结构教育部重点实验室,湖南长沙410075中南大学土木工程学院,湖南长沙410082

交通运输

隧道工程倾角传感器变形监测全方位监测

《中南大学学报(自然科学版)》 2024 (001)

P.151-161 / 11

国家自然科学基金资助项目(51978674)。

10.11817/j.issn.1672-7207.2024.01.013

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