基于光纤传感及数字图像测试的管-土相互作用试验研究

我国城市化、工业化进程对地下管线的依赖性和需求越来越强，但是近年来相关的重大安全事故频发，亟待加强对管道破坏机理及管-土相互作用的研究。本文基于准分布式光纤布拉格光栅(FBG)技术，在室内开展了一系列平面应变模型试验，利用光纤应变传感器监测了地表加载作用下埋地管道的受力变形特征，据此提出了由应变测值反演管周土压力的计算方法；同时，利用粒子图像测速(PIV)技术获取了管道周边土体的变形规律，并和光纤监测结果进行了对比分析。试验结果表明：采用FBG传感技术，可以有效获取管周土压力分布及土体应变的演化过程；不同埋深率情况下管周土体的变形破坏模式有较大的不同，土拱效应随管道埋深增大而变得更加显著。相关结论为进一步认识埋地管道的灾变机理、提高监测预警水平，提供了一定的参考