一種應用于綜合管廊的沉降監測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力綜合管廊或市政綜合管廊中的地基沉降監測技術領域，特別是一種應用于綜合管廊的沉降監測方法。
【背景技術】
[0002]在線狀基礎設施中，結構剛度和整體穩定性對沉降指標極其敏感，沉降趨勢的發展規律包括，相鄰點差異的突變意味著線狀基礎設施剛度的變化情況，通常伴隨著結構病害的產生和發展。目前進行沉降監測的基礎設施以交通類基礎設施居多，如軌道交通、隧道、大型橋梁、鐵路等。由于其獨特的結構形態，現有技術多采用靜力水準儀。但對于電力綜合管廊或市政綜合管廊綜合管廊，由于其距離長，落差大，現有的技術還無法很好的解決問題。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題為:利用光纖光柵傳感技術以及壓力傳感技術，對電力綜合管廊或市政綜合管廊綜合管廊這種長距離線狀基礎設施進行沉降測試，克服靜力水準儀中通過自有水體流動實現壓力平衡帶來的量程有限和水面難以平衡的難題。
[0004]本發明采取的技術方案具體為:一種應用于綜合管廊的沉降監測方法，設置一個無沉降的測量基準點和I個以上位于綜合管廊內的測量點，測量基準點及各測量點分別設置光纖光柵傳感器，各光纖光柵傳感器通過連通管連接，連通管內封閉有連通液；各光纖光柵傳感器的信號輸出端分別連接解調儀；
[0005]定義測量基準點及各測量點初始高程為HQ1，H02,…，11。?;通過光纖光柵傳感器監測測量基準點與各測量點的初始壓強及沉降后壓強；定義測量基準點與各測量點的初始壓強為 AP1, AP2,..., Δ Pn；
[0006]定義發生沉降后各測量基準點及測量點高程為H。/，HQ2'，沉降后測量基準點與各測量點的壓強為AP1' , AP2^ ,...,APnr，
[0007]貝IJ測量點的沉降可由下式得到:
[0008](H02' -H02) = (H01' -H01)+ (Δ P1' -AP1)-(ΔΡ2, -AP2)
[0009](H0n r -HJ = (H0/ -H01)+ (Δ P/ -ΔΡ1)-(ΔΡη/ -ΔΡη)
[0010]由于測量基準點無沉降變化，只有壓強變化，因此上式進一步簡化為:
[0011](Ho/ -H02) = (ΔΡ/ -ΔΡ1)-(ΔΡ2/ -ΔΡ2)
[0012](H0n r -HJ = (ΔΡ/ -ΔΡ1)-(ΔΡη/ -ΔΡη)
[0013]即任意測量點的沉降可通過將沉降前后測量基準點的壓強變化及相應測量點的壓強變化代入上式計算得到。
[0014]本發明方法中各個測點傳感器通過連通管連接在一起，根據連通管原理，靜止的連通管各個測點位置液體壓強是一致的。即沉降前:
[0015]H01+AP1= H O2+AP2= H 03+Δ P3 (I)；
[0016]當各測量點位置發生相應的沉降，各點位置高程和傳感器壓力會發生相應的變化，則:
[0017]V +ΔΡ/ =H02' +AP2' =H03' +AP3' (2)
[0018]將⑵式減去⑴式，可以得到:
[0019](H0/ -H 01) + (ΔΡ/ -ΔΡ = (H02 r -H 02) + (ΔΡ2' -ΔΡ 2)=(H03' -H03)+ (AP3' -ΔΡ3) (3)
[0020]進而可得到各測試點的沉降計算方法。
[0021]本發明的光纖光柵傳感器及其解調器為現有產品，光纖光柵傳感器將測量點處于不同高程的水壓力變化轉化為形變，然后由解調器根據壓力與形變的對應關系分析獲取相應的壓力，從而進一步得到各測量點及測量基準點的壓強。
[0022]本發明的有益效果為:通過壓強傳遞的原理實現了各測點沉降測試，可以克服靜力水準儀中通過自有水體流動實現壓力平衡帶來的量程有限和水面難以平衡的難題。
【附圖說明】
[0023]圖1所示為綜合管廊內測量基準點及各測量點初始狀態示意圖；
[0024]圖2所示為綜合管廊內測量基準點及各測量點沉降后狀態示意圖。
【具體實施方式】
[0025]以下結合附圖和具體實施例進一步描述。
[0026]本發明基于現有的光纖光柵壓力傳感器技術設計，方法具體為:設置一個無沉降的測量基準點和I個以上位于綜合管廊內的測量點，測量基準點及各測量點分別設置光纖光柵傳感器，各光纖光柵傳感器通過連通管連接，連通管內封閉有連通液；各光纖光柵傳感器的信號輸出端分別連接解調儀；光纖光柵傳感器及解調儀為現有產品，解調儀可接受光纖光柵傳感器輸出的形變信號，并將形變信號轉化為壓力變化，進而得到壓強變化。
[0027]定義測量基準點及各測量點初始高程為HQ1，H02,…，11。?;通過光纖光柵傳感器監測測量基準點與各測量點的初始壓強及沉降后壓強；定義測量基準點與各測量點的初始壓強為 AP1, AP2,..., ΔΡη；
[0028]定義發生沉降后各測量基準點及測量點高程為H。/，HQ2'，沉降后測量基準點與各測量點的壓強為AP1' , AP2^ ,...,APnr，
[0029]則測量點的沉降可由下式得到:
[0030](H02' -H02) = (H01' -H01)+ (Δ P1' -AP1)-(ΔΡ2, -AP2)
[0031](H0n r -H0n) = (H0/ -H01)+ (Δ P/ -AP1)-(ΔΡη, -ΔΡη)
[0032]由于測量基準點無沉降變化，只有壓強變化，因此上式進一步簡化為:
[0033](H02' -H02) = (ΔΡ/ -ΔΡ1)-(ΔΡ2/ - Δ P2)
[0034](H0n r -H0n) = (ΔΡ/ -ΔΡ1)-(ΔΡη/ -ΔΡη)
[0035]即任意測量點的沉降可通過將沉降前后測量基準點的壓強變化及相應測量點的壓強變化代入上式計算得到。
[0036]本發明方法中各個測量點傳感器通過連通管連接在一起，根據連通管原理，靜止的連通管各個測點位置的高程及液體壓強是一致的，沉降前:
[0037]H01+AP1= H 02+Δ P2= H 03+Δ P3 (I)；
[0038]當各測量點位置發生相應的沉降，各點位置高程和傳感器壓力會發生相應的變化，則:
[0039]H0/ +ΔΡ/ =H02, +AP2 r =H03, +ΔΡ3, (2)
[0040]將⑵式減去⑴式，可以得到:
[0041](H01' -H 01) + ( Δ P1 r - Δ P j) = (H02' -H 02) + ( Δ P2 r -ΔΡ 2)=(H03' -H03)+ (AP3' -ΔΡ3) (3)
[0042]進而可得到各測試點的沉降量。
[0043]本發明的光纖光柵傳感器將測量點處于不同高程的水壓力變化轉化為形變，從而測量得到各測量點及測量基準點的壓強，進而通過壓強傳遞的原理實現了各測點沉降測試，可以克服靜力水準儀中通過自有水體流動實現壓力平衡帶來的量程有限和水面難以平衡的難題。
【主權項】
1.一種應用于綜合管廊的沉降監測方法，其特征是，設置一個無沉降的測量基準點和I個以上位于綜合管廊內的測量點，測量基準點及各測量點分別設置光纖光柵傳感器，各光纖光柵傳感器通過連通管連接，連通管內封閉有連通液；各光纖光柵傳感器的信號輸出端分別連接解調儀； 定義測量基準點及各測量點初始高程為Ημ，H02,…，Hto;通過光纖光柵傳感器監測測量基準點與各測量點的初始壓強及沉降后壓強；定義測量基準點與各測量點的初始壓強為Λ P1, Λ Ρ2，...，Δ Pn ； 定義發生沉降后各測量基準點及測量點高程為H。/ ,H02^ ,...,H0n^，沉降后測量基準點與各測量點的壓強為Δ P/ , AP2 ^ ,...,APnr， 則測量點的沉降可由下式得到:(H02' -H02) = (H01' -H01) + (AP/ -AP1)-(AP2' -AP2)(H0n' -H0n) = (H01' -Hqi)+ (AP1' -AP1)-(APnr - A Pn) 由于測量基準點無沉降變化，只有壓強變化，因此上式進一步簡化為:(H02' -H02) = (AP/ -AP1)-(AP2' -AP2)(H0n r -H0n) = (AP1' -ΔΡ1)-(ΔΡη/ -ΔΡη) 即任意測量點的沉降可通過將沉降前后測量基準點的壓強變化及相應測量點的壓強變化代入上式計算得到。
【專利摘要】本發明公開一種應用于綜合管廊的沉降監測方法，具體為在綜合管廊內設置一個測量基準點和測量點，測量基準點及各測量點分別設置光纖光柵傳感器，各光纖光柵傳感器通過連通管連接，連通管內封閉有連通液；各光纖光柵傳感器的信號輸出端分別連接解調儀；測量基準點及各測量點初始高程為已知，通過光纖光柵傳感器監測測量基準點與各測量點的初始壓強及沉降后壓強，則任意測量點的沉降可根據沉降前后測量基準點的壓強變化及相應測量點的壓強變化計算得到。本發明利用光纖光柵傳感技術結合壓力傳感技術，對電力綜合管廊或市政綜合管廊綜合管廊這種長距離線狀基礎設施進行沉降測試，克服靜力水準儀中通過自有水體流動實現壓力平衡帶來的量程有限和水面難以平衡的難題。
【IPC分類】E02D33/00, G01C5/00
【公開號】CN105019484
【申請號】CN201510486002
【發明人】高昇宇, 陳德風, 劉曉東, 顧承陽, 李鴻澤, 王光明, 王春寧, 張濤, 薛恒嵩, 潘榮, 陸毅, 張焰輝
【申請人】國家電網公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司南京供電公司, 南京蘇逸實業有限公司, 上海波匯通信科技有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年8月10日