Multivariate information dynamic monitoring system application of tunnel construction process model test

• Autorzy: Liu Q. , Chen J. , Wei L. , Huang P. , Luo Y. , Pu X.

Identyfikatory

DOI

10.1515/ace-2015-0087

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie systemu dynamicznego monitorowania wieloczynnikowej informacji podczas badania modelu procesu budowy tunelu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Geomechnical model testing has been widely applied as a kind of research technique in underground engineering problems. However, during the practical application process, due to the influence of many factors, the desired results cannot be obtained. In order to solve this problem, based on the measurement requirements of the model test, combined with FBG(Fiber Bragg Grating) sensor technology and traditional measurement methods, an FBG monitoring system, Micro-multi-point displacement test system, resistance strain test system and surrounding rock pressure monitoring system are developed. Applying the systems to a model test of the tunnel construction process, the displacement in advance laws of tunnel face, radial displacement distribution laws and surrounding rock pressure laws are obtained. Test results show that a multivariate information monitoring system has the advantage of high precision, stability and strong anti-jamming capability. It lays a solid foundation for the real-time data monitoring of the tunnel construction process model test.

PL

Niniejsza praca omawia system dynamicznego monitorowania wieloczynnikowej informacji podczas badania modelu procesu budowy tunelu. Geometryczna metoda badania modelu jest skuteczną metodą badania poważnych problemów geotechnicznych, które wiążą się ze stosowaniem podobnych materiałów w pomieszczeniu, tworzeniem podobnych modeli na podstawie podobnych zasad oraz opierają się na obserwacji naprężeń, odkształceń i przemieszczeń wielowymiarowej informacji, w celu zrozumienia zjawiska mechanicznego i prawa stanu naprężeń i przemieszczeń na prototypie, aby osiągnąć cel realizacji geotechnicznego projektowania i budowy. Z uwagi na praktyczne, zaawansowane przemieszczenie w przedniej części tunelu oraz przemieszczenie samej powierzchni tunelu, pomiary są trudne do przeprowadzenia za pośrednictwem monitorowania. Możemy prowadzić skuteczną analizę i dyskusję dotyczącą słabej/uszkodzonej skały otaczającej przy użyciu podobnej geometrycznej metody badania modelu. Jednakże, badania modelu zależą od wielu czynników w rzeczywistym procesie zastosowania, przez co trudno jest osiągnąć pożądany efekt. Wśród nich, technologia pozyskiwania licznych informacji na temat dynamicznego monitorowania procesu badania stała się ważnym czynnikiem, ograniczającym rozwój geometrycznej metody badań modelu. Jak wiemy, mnogość informacji geometrycznej na temat metody badań modelu obejmuje napięcie, naprężenie, ciśnienie, przemieszczenie, itp. Mnogość informacji w procesie budowy tunelu, takich jak dynamiczne monitorowanie pierwszego przemieszczenia, przemieszczenie i tylne przemieszczenie powierzchni tunelu, jest rzadko analizowana. Jednakże, pomyślne zdobycie licznych informacji podczas budowy tunelu jest kluczem do sukcesu w badaniu modelu. Dlatego też, w celu zbadania systemu monitorowania wielu informacji w procesie budowy tunelu, należy uchwycić stan przekształcenia i naprężenia, jak również zwiększyć dokładność pomiarów i nie ma wątpliwości co do pełnego wykorzystania zalet technologii badań modelu. Na podstawie techniki monitorowania światłowodu, różnorodny zbiór informacji dla systemu monitorowania jest tworzony jako rdzeń systemu dynamicznego monitorowania światłowodu w czasie rzeczywistym. W połączeniu z wysokoprecyzyjnym mechanicznym i mikroprzemieszczającym miernikiem o typie kraty i innymi środkami, zgodnie z wymogami pomiarów badania modelu, system monitorowania licznych informacji został opracowany i skutecznie wykorzystany w procesie budowy tunelu. Wyniki badania modelu pokazują, że system może być stosowany do monitorowania procesu budowy tunelu, a ponadto jest zdolny do wychwytywania drobnych zmian i wartości fluktuacji komunikatów wielojednostkowych, jak również do tworzenia podwaliny dla powodzenia badania modelu.

Słowa kluczowe

EN

tunnel; construction process; model test; multivariate information; dynamic monitoring

PL

tunel; proces budowy; informacja wieloczynnikowa; monitorowanie dynamiczne; badanie modelu procesu budowy

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 62, nr 3
• Strony: 117--136
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Liu Q.

• School of Civil Engineering, Chang’an University, Xi’an, China

autor

Chen J.

• School of Highway, Chang’an University, Xi’an, China

autor

Wei L.

• School of Civil Engineering, Chang’an University, Xi’an, China

autor

Huang P.

• School of Civil Engineering, Chang’an University, Xi’an, China

autor

Luo Y.

• School of Highway, Chang’an University, Xi’an, China

autor

Pu X.

• School of Highway, Chang’an University, Xi’an, China

Bibliografia

• 1. SHEN Tai, “Development of geomechanic model experiment techniques”, Journal of Yangtze River Scientific Research Institute, 185(5): 32-36, 2001.
• 2. Chen Anmin, Gu Jincai, Shen Jun, et al., “Application study on the geomechanical model experiment techniques”, Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 23(22): 3785-3789, 2004.
• 3. Li Xiaohong, Lu Zhengyi, Kang Yong, “Experimental rock mechanics simulation techniques”, Beijing: Science Press, 2007.
• 4. LIU Qin, “Study on Large Deformation Mechanism and Control Measures of Soft Fractured Rock and Its Application for Carbonaceous Shale Tunnel”, PHD thesis, Shandong University, Jinan, 2011.
• 5. CHEN Xu-guang, ZHANG Qiang-yong, DUAN Kang, et al, “Research on application of optical sensor-based measuring method to model test”, Rock and Soil Mechanics, 33(5): 1409-1415, 2012.
• 6. LIU De-jun, ZHANG Qiang-yong, CHEN Xu-guang, et al., “Study on Deformation Measurement in Surrounding Rock Failure Model Test of Deep Roadway”, JOURNAL OF SICHUAN UNIVERSITY (ENGINEERING SCIENCE EDITION), 42(4): 71-77, 2010.
• 7. Lei Mingfeng, Pen Limin, Shi Chenghua, et al., “Model research on failure mechanism and lining stress characteristics of shallow buried tunnel under unsymmetrical pressure”, Journal of Central South University(Science and Technology), 44(8), 3316-3325, 2013.
• 8. Duan Hongfei, Jiang Zhenquan, Zhu Shuyun, ea al, “Centrifuge model tests on rock brusting induced by great depth highly stressed roof strata of weak structural plane”, Journal of Central South University (Science and Technology), 42(9): 2774-2782, 2011.
• 9. Wang Aimin, Tao Jikun, Li Zhongkui, “The design and application of micro-precision displacement meter in three-dimensional model test”, 19(5): 21-26, 2002.
• 10. Jiang Hong, “PPP-BOTDA distributed fiber optic sensing techniques and its application to pile tests”, Rock and Soil Mechanics, 32(10): 3190-3196, 2010.
• 11. Q.B. Zhang, L. He, W.S. Zhu, “Displacement measurement techniques and numerical verification in 3D geomechanical model tests of an underground cavern group”, Tunnelling and Underground Space Technology, 56: 54-64, 2016.
• 12. Mingfeng Lei, Limin Peng, Chenghua Shi, “Model test to investigate the failure mechanisms and lining stress characteristics of shallow buried tunnels under unsymmetrical loading”, Tunnelling and Underground Space Technology, 46: 64-75, 2015.
• 13. Zhang Wei, Shi Bin, Suo Wenbin, et al., “Monitoring and application of distributed optical fiber sensors in transient temperature field of frozen soil”, Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 29(5): 723-728, 2007.
• 14. Piao Chun-de, Shi Bin, Wei Guang-qing, et al., “Application of distributed fiber optic sensing techniques in bored pile detection”, Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 30(7): 976-981, 2008.
• 15. Li Ke, Shi Bin, Tang Chao-sheng. “Feasibility research on soil deformation monitoring with distributed optical fiber sensing technique”, Rock and Soil Mechanics, 31(6): 1781-1785, 2010.
• 16. Zhang Qian-bing, ZHU Wei-shen, LI Yong, et al., “Design of mini multipoint extensometer in geomechanical model test of cavern group and its application”, Rock and Soil Mechanics, 33(2): 623-628, 2011.
• 17. Zhang Qiangyong, Li Shucai, Li Yong. “3D geomechanical model test research on stability and supporting for surrounding rock mass of a large- scale diversion tunnel”, Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering (S2): 4051-4069, 2007.
• 18. Gao Yang, Zhang Qingsong, Li Shucai, et al., “An experiment of temperature field of rock mass near waterbearing structure during roadway excavation”, Journal of Central South University(Science and Technology), 45(2): 550-556, 2014.
• 19. Zhang Qiang-yong, Li Shu-cail, Guo Xiao-hong, et al., “Research and development of new typed cementitious geotechnical similar material for iron crystal sand and its application”, rock and soil mechanics, 29(8): 2126-2130, 2008.
• 20. Zhao Yan, “Research of The Load Releasing Law During the Construction Process of Large Section Tunnel”, MASTER’s thesis, Shandong University, Jinan, 2011.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.