棒式光纤传感器在地下洞群模型试验中的应用

›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (10): 3342-3347.

棒式光纤传感器在地下洞群模型试验中的应用

朱维申¹，郑文华¹，朱鸿鹄²，张乾兵¹，殷建华²

1.山东大学土建与水利学院岩土与结构工程中心，济南 250061；2.香港理工大学土木及结构工程学系，香港

收稿日期:2009-03-20 出版日期:2010-10-10 发布日期:2010-10-14
作者简介:朱维申，男，1932年生，博士，教授，博士生导师，主要从事岩石力学与工程方面的教学与研究工作。
基金资助:
国家自然科学基金重点项目（No. 90510019）。

Application of FBG to 3D geomechanical model test of large underground caverns

ZHU Wei-shen¹, ZHENG Wen-hua¹, ZHU Hong-hu², ZHANG Qian-bing¹, YIN Jian-hua²

1. Research Center of Geotechnical and Structural Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China; 2. Department of Civil and Structural Engineering, The Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong, China

Received:2009-03-20 Online:2010-10-10 Published:2010-10-14

摘要/Abstract

摘要：

地质力学模型试验是在复杂条件下进行大型地下洞室围岩稳定性分析的重要研究手段，能够真实地反映地质构造和工程结构的空间关系，准确模拟施工过程对厂房稳定性的影响以及岩体的破坏特征。双江口水电站地下洞群模型试验中采用预留孔径灌胶方式进行高精度的棒式光纤光栅（FBG）位移传感器的埋设，以便对洞室周边的位移进行量测，同时应用FLAC3D进行数值模拟比较。结果表明：棒式光纤光栅传感器量测方法解决了模型试验中内部变形小、量测精度要求高的问题，与数值模拟结果相吻合；试验中传感器埋设的方法是成功的，无论是开挖阶段还是超载阶段传感器均能有效地监测模型内部变形，揭示地下洞室群模型在开挖阶段和超载阶段的变形机制和破坏特征。

关键词: 地下洞群, 地质力学模型试验, 光纤布拉格光栅（FBG）, 数值模拟

Abstract:

Geomechanical model test is an important research method to study the large underground caverns under complex conditions, this method can reflect the geological structure and powerhouse structure more truly, simulate the excavation of caverns which have influence on the stability of surrounding rock more precisely and reveal the failure characteristics of the rock. The 3D geomechanical model test of Shuangjiangkou large underground caverns is carried out. In the test, we choose the high precision FBG to measure the displacment of monitoring points and make a reservation pore and pour glue later to bury FBG. At the same time, we use the three-dimensional fast Lagrangian analysis of continua method to simulate the excavations, and make a comparison. The results show that: FBG solves the problem that the test has small deformation, but very high precision requirement. The results of the FBG agree well with numerical simulation results. In the test, it is successful to bury FBG . FGB measures the displacments of monitoring points effectively regardless of the excavation stage or the overload stage; the results reveal deformation mechanism and failure characteristics of the 3D geomechanical model.

Key words: underground caverns, geomechanical model test, fiber Bragg grating(FBG), numerical simulation

中图分类号:

TU 452

朱维申，郑文华，朱鸿鹄，张乾兵，殷建华. 棒式光纤传感器在地下洞群模型试验中的应用[J]. , 2010, 31(10): 3342-3347.

ZHU Wei-shen, ZHENG Wen-hua, ZHU Hong-hu, ZHANG Qian-bing, YIN Jian-hua. Application of FBG to 3D geomechanical model test of large underground caverns[J]. , 2010, 31(10): 3342-3347.

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