光纤布拉格光栅(FBG)在隧道监测中的应用与数值模拟

"隧道二次衬砌FBG智能监测与数值模拟 (2008年)" 这篇论文探讨了在公路隧道建设中使用光纤布拉格光栅（FBG）传感器进行二次衬砌的安全监测技术及其数值模拟。FBG传感器因其高灵敏度、抗电磁干扰和长期稳定性，已经成为土木工程结构监测的理想选择。在室内实验中，研究人员通过标定试验研究了FBG传感器的应变和温度灵敏度，验证了其在监测中的有效性。 论文中提到，采用三维快速拉格朗日法进行了数值模拟，以理解隧道二次衬砌中的应力和位移分布。基于这些模拟结果，提出了FBG传感器在隧道内部的布置策略、串联粘贴方式以及安装工艺。在实际的高速公路隧道项目中，对8个不同断面进行了不同时期的应变监测，并将实测数据与数值模拟结果进行了对比分析。分析结果显示，应变分布与应力和位移的分布呈现出均匀性和一致性，这进一步证实了FBG监测的可靠性和准确性。 此外，论文还研究了应变与降雨量随时间变化的关系，以此评估隧道的安全状况。在遭遇地震、强降雨等自然灾害时，实时监测尤为重要，FBG传感器可以提供这种实时监测能力，避免因结构问题引发的灾难性后果。 这篇论文的关键词包括光纤布拉格光栅传感器、标定试验、隧道二次衬砌、数值模拟、应变监测和降雨量。它不仅介绍了FBG传感器在隧道监测中的应用，还强调了结构长期监测的重要性，特别是对于复杂地质条件下的大型隧道，FBG传感器的引入极大地提高了监测的准确性和实时性，弥补了传统监测方法的不足。