一種基于長標距fbg的沉降縫二維變形及對傾監(jiān)測方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及沉降縫二維變形監(jiān)測技術領域，具體涉及一種基于長標距FBG的沉降 縫二維變形及對傾監(jiān)測方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，隨著我國城鎮(zhèn)化進程的不斷加速，城市版圖不斷向四面擴展，并延伸到高 空和地下空間，從而導致城市建筑密度日益增大，施工空間不斷被壓縮。而城市建設中常見 的工程項目，如高層建筑的深基坑，地鐵隧道及各種市政管路的施工，都具有工程量大，施 工影響范圍廣等特點，勢必會對周邊已有建筑物造成一定的影響。因此，在新建項目施工 中，必須保證周邊已有建筑物的安全，加強對其沉降、變形等指標的監(jiān)測。
[0003] 由于混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的剛度較大，其不均勻沉降主要通過設置沉降縫來解決。對 于沉降縫寬度計算，目前我國建筑地基規(guī)范中規(guī)定其只與建筑層數(shù)有關而忽略了地基傾斜 量的影響，見建筑地基基礎設計規(guī)范（GB50001-2011)。論文《多層建筑沉降縫對傾碰頂及糾 偏實例》（巖土工程學報，2002, 04:442-445)根據(jù)相鄰基礎相互作用的分析理論，發(fā)展了被 沉降縫分隔的兩個建筑單元對傾、糾偏的計算方法，并應用于實際工程中。論文《建筑物沉 降縫寬度的確定方法》(同濟大學學報（自然科學版），2004, 02:147-151)同樣基于相鄰基礎 共同作用的理論，著重了分析沉降縫位置、基礎寬度、相鄰基礎及偏心荷載等因素對沉降縫 對傾的影響，建立相鄰基礎和偏心荷載作用下，不同地基上的剛性基礎沉降與傾斜關系，提 出通過計算基礎沉降，預估相鄰建筑的對傾量，進而確定沉降縫寬度的簡化方法，見下式。
[0004]
【主權項】
1. 一種基于長標距FBG的沉降縫二維變形監(jiān)測方法，其特征在于其包括以下步驟： (a) 在沉降縫（5)兩側(cè)交叉布設一組包括2個長標距FBG傳感器的傳感器組A(1 )，所 述傳感器組A(1)包括傳感器I(3)和傳感器II(4); (b) 根據(jù)公式3~4計算沉降縫（5)移動后水平方向上傳感器標距內(nèi)的平均應變；
其中，為沉降縫（5)移動后傳感器I(3)水平方向上傳感器標距內(nèi)的平均應變，單 位ymJo為沉降縫（5)移動后傳感器II(4)水平方向上傳感器標距內(nèi)的平均應變，單位 為沉降縫（5)在水平方向上的張開距離，單位mm;Z為傳感器I(3)和傳感器II(4) 的標距長度，單位mm;〇_為傳感器I(3)與水平線夾角；為傳感器II(4)與水平線夾角， 單位為角度制； (c) 根據(jù)公式7~8計算沉降縫（5)移動后垂直方向上傳感器標距內(nèi)的平均應變；
其中，為沉降縫（5)移動后傳感器I(3)垂直方向上傳感器標距內(nèi)的平均應變，單位ym;i鄭為沉降縫（5)移動后傳感器II(4)垂直平方向上傳感器標距內(nèi)的平均應變，單位 為沉降縫（5)在垂直方向上的錯動距離，單位mm;Z為傳感器I(3)和傳感器II(4) 的標距長度，單位mm為傳感器I(3)與水平線夾角；為傳感器II(4)與水平線夾角， 單位為角度制； (d) 根據(jù)公式9~10計算沉降縫二維錯動的總應變；
其中，if為傳感器I(3)在沉降縫二維錯動下的總應變，單位為傳感器II(4) 在沉降縫二維錯動下的總應變，單位ym; (e) 將公式3、4、7、8、9和10聯(lián)立，求解沉降縫在水平方向上的張開距離z和沉降縫在 垂直方向上的錯動距離_7。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于長標距FBG的沉降縫二維變形監(jiān)測方法，其特征在 于步驟（a)中所述傳感器I(3)和傳感器II(4)對稱布設，= 其中為傳感器I (3)與水平線夾角，為傳感器II(4)與水平線夾角。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于長標距FBG的沉降縫二維變形監(jiān)測方法，其特 征在于所述沉降縫（5)在水平方向上的張開距離z以沉降縫水平寬度增加為正，反之為負； 沉降縫（5)在垂直方向上的錯動距離以沉降縫左側(cè)相對于右側(cè)下降為正，反之為負。
4. 包含根據(jù)權利要求1或2所述的沉降縫二維變形監(jiān)測方法的一種基于長標距FBG的 沉降縫對傾監(jiān)測方法，其特征在于還包括一組傳感器組B(2)，所述傳感器組B(2)包括交 叉布設的2個長標距FBG傳感器，即傳感器III和傳感器IV。
5. 根據(jù)權利要求4所述的一種基于長標距FBG的沉降縫對傾監(jiān)測方法，其特征在于還 包括對比同一監(jiān)測時段內(nèi)分別使用傳感器組A(1)和傳感器組B(2)計算得到的沉降縫在 水平方向上的張開距離^和沉降縫在垂直方向上的錯動距離_7,以判斷沉降縫是否出現(xiàn)對 傾。
6. 根據(jù)權利要求5所述的一種基于長標距FBG的沉降縫對傾監(jiān)測方法，其特征在于所 述沉降縫（5)在水平方向上的張開距離z以沉降縫水平寬度增加為正，反之為負；沉降縫 (5)在垂直方向上的錯動距離以沉降縫左側(cè)相對于右側(cè)下降為正，反之為負。
【專利摘要】本發(fā)明涉及沉降縫二維變形監(jiān)測技術領域，具體涉及一種基于長標距FBG的沉降縫二維變形及對傾監(jiān)測方法。針對現(xiàn)有技術在沉降縫實際使用過程中的變形檢測誤差較大和檢測數(shù)據(jù)不連續(xù)等不足，本發(fā)明提供了一種基于長標距FBG的沉降縫二維變形及對傾監(jiān)測方法。本發(fā)明通過布設長標距FBG傳感器、列寫沉降縫移動后水平方向、垂直方向和二維變形的平均應變方程，求解沉降縫在水平方向上的張開距離x和沉降縫在垂直方向上的錯動距離y。與傳統(tǒng)人工儀器監(jiān)測相比，本發(fā)明具有測試精度高、數(shù)據(jù)連續(xù)等顯著特點，可以在工程中推廣使用。
【IPC分類】G01B11-02, G01B11-16
【公開號】CN104613886
【申請?zhí)枴緾N201410825917
【發(fā)明人】張 浩, 沈圣, 段君淼, 王子龍, 莫振澤, 周立波
【申請人】石家莊鐵道大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月26日