地铁盾构隧道管片结构应力可视化监测技术

研究目的：地铁隧道是现代化城市中一项重要的基础设施,因此对其进行施工期的安全性监测就变得必不可少。针对目前管片监测中低效、安全判断滞后、数据分析与可视化难以同步等缺点,本文采用一套融合了振弦式传感技术的可视化监测装置对武汉地铁四号线二期工程隧道在施工过程中衬砌管片的安全性进行监测,监测内容包括管片的钢筋应力和管片内部混凝土应变。通过对监测结果进行ARIMA建模分析,验证该可视化监测装置获取数据的可靠性。研究结论：本项目中采用的融合了振弦式传感技术的可视化监测装置具有数据采集频率高、现场实时可视化监控、获取数据温定等优点。对2013年8月份监测数据进行ARIMA建模分析,得到以下结论：（1）混凝土应变和钢筋应力时间序列总体呈现一定趋势,细节上有所变化,为非平稳时间序列;（2）时间序列变化缓慢,混凝工应变单月变化幅度在16－20με之间,钢筋应力变化幅度在1 kN左右;（3）经一阶差分后,时间序列由非平稳变为平稳;（4）混凝土应变时间序列表现出显著的偏相关性,钢筋应力时间序列同时具有自相关和偏相关性;（5）本文所述的可视化监测技术可用于复杂环境下地铁盾构隧道管片结构应力的监测。

济南地铁R1线下穿高铁盾构隧道管片结构应力监测分析

针对济南地铁R1线下穿高铁施工,文章在下穿京沪高铁段盾构隧道采用振弦式系列钢筋计和应变计等传感器进行现场盾构管片的结构受力和变形长期健康监测。通过现场监测数据进行ARIMA建模分析,获取施工过程中管片钢筋应力和混凝土应变演化规律,验证了该监测系统获取数据的可靠性和稳定性。得到如下结论:(1)五个传感器监测数据的时间序列随着时间的推移均表现出一定趋势,并伴有一定的随机波动性,且都是非平稳的时间序列;(2)传感器时间序列的变化幅度不大,532环环向外侧钢筋应力单月降幅大约为1.5 kN,而其内侧钢筋应力单月降幅约4 kN;532环纵向外侧钢筋应力单月降幅约3.6 kN,而其内侧钢筋应力单月降幅约1.8 kN;混凝土应变为压应变,且随着工程的进行而逐渐增大,单月的应变增加量约为80με;(3)五个原始序列进行一阶差分平稳化处理后,由非平稳时间序列转化为了平稳时间序列;(4)环向内侧和纵向内侧钢筋应力时间序列同时表现出了自相关性和偏相关性,尤其是环向内侧应力时间序列表现出了显著的偏相关性,而混凝土应变时间序列具有一定的自相关性;(5)济南地铁R1线盾构下穿高铁施工管片受力变形整体较稳定。