一种基于长标距fbg的沉降缝二维变形及对倾监测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及沉降缝二维变形监测技术领域，具体涉及一种基于长标距FBG的沉降 缝二维变形及对倾监测方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着我国城镇化进程的不断加速，城市版图不断向四面扩展，并延伸到高 空和地下空间，从而导致城市建筑密度日益增大，施工空间不断被压缩。而城市建设中常见 的工程项目，如高层建筑的深基坑，地铁隧道及各种市政管路的施工，都具有工程量大，施 工影响范围广等特点，势必会对周边已有建筑物造成一定的影响。因此，在新建项目施工 中，必须保证周边已有建筑物的安全，加强对其沉降、变形等指标的监测。
[0003] 由于混凝土现浇结构的刚度较大，其不均匀沉降主要通过设置沉降缝来解决。对 于沉降缝宽度计算，目前我国建筑地基规范中规定其只与建筑层数有关而忽略了地基倾斜 量的影响，见建筑地基基础设计规范（GB50001-2011)。论文《多层建筑沉降缝对倾碰顶及纠 偏实例》（岩土工程学报，2002, 04:442-445)根据相邻基础相互作用的分析理论，发展了被 沉降缝分隔的两个建筑单元对倾、纠偏的计算方法，并应用于实际工程中。论文《建筑物沉 降缝宽度的确定方法》(同济大学学报（自然科学版），2004, 02:147-151)同样基于相邻基础 共同作用的理论，着重了分析沉降缝位置、基础宽度、相邻基础及偏心荷载等因素对沉降缝 对倾的影响，建立相邻基础和偏心荷载作用下，不同地基上的刚性基础沉降与倾斜关系，提 出通过计算基础沉降，预估相邻建筑的对倾量，进而确定沉降缝宽度的简化方法，见下式。
[0004]
【主权项】
1. 一种基于长标距FBG的沉降缝二维变形监测方法，其特征在于其包括以下步骤： (a) 在沉降缝（5)两侧交叉布设一组包括2个长标距FBG传感器的传感器组A(1 )，所 述传感器组A(1)包括传感器I(3)和传感器II(4); (b) 根据公式3~4计算沉降缝（5)移动后水平方向上传感器标距内的平均应变；
其中，为沉降缝（5)移动后传感器I(3)水平方向上传感器标距内的平均应变，单 位ymJo为沉降缝（5)移动后传感器II(4)水平方向上传感器标距内的平均应变，单位 为沉降缝（5)在水平方向上的张开距离，单位mm;Z为传感器I(3)和传感器II(4) 的标距长度，单位mm;〇_为传感器I(3)与水平线夹角；为传感器II(4)与水平线夹角， 单位为角度制； (c) 根据公式7~8计算沉降缝（5)移动后垂直方向上传感器标距内的平均应变；
其中，为沉降缝（5)移动后传感器I(3)垂直方向上传感器标距内的平均应变，单位ym;i鄭为沉降缝（5)移动后传感器II(4)垂直平方向上传感器标距内的平均应变，单位 为沉降缝（5)在垂直方向上的错动距离，单位mm;Z为传感器I(3)和传感器II(4) 的标距长度，单位mm为传感器I(3)与水平线夹角；为传感器II(4)与水平线夹角， 单位为角度制； (d) 根据公式9~10计算沉降缝二维错动的总应变；
其中，if为传感器I(3)在沉降缝二维错动下的总应变，单位为传感器II(4) 在沉降缝二维错动下的总应变，单位ym; (e) 将公式3、4、7、8、9和10联立，求解沉降缝在水平方向上的张开距离z和沉降缝在 垂直方向上的错动距离_7。
2. 根据权利要求1所述的一种基于长标距FBG的沉降缝二维变形监测方法，其特征在 于步骤（a)中所述传感器I(3)和传感器II(4)对称布设，= 其中为传感器I (3)与水平线夹角，为传感器II(4)与水平线夹角。
3. 根据权利要求1或2所述的一种基于长标距FBG的沉降缝二维变形监测方法，其特 征在于所述沉降缝（5)在水平方向上的张开距离z以沉降缝水平宽度增加为正，反之为负； 沉降缝（5)在垂直方向上的错动距离以沉降缝左侧相对于右侧下降为正，反之为负。
4. 包含根据权利要求1或2所述的沉降缝二维变形监测方法的一种基于长标距FBG的 沉降缝对倾监测方法，其特征在于还包括一组传感器组B(2)，所述传感器组B(2)包括交 叉布设的2个长标距FBG传感器，即传感器III和传感器IV。
5. 根据权利要求4所述的一种基于长标距FBG的沉降缝对倾监测方法，其特征在于还 包括对比同一监测时段内分别使用传感器组A(1)和传感器组B(2)计算得到的沉降缝在 水平方向上的张开距离^和沉降缝在垂直方向上的错动距离_7,以判断沉降缝是否出现对 倾。
6. 根据权利要求5所述的一种基于长标距FBG的沉降缝对倾监测方法，其特征在于所 述沉降缝（5)在水平方向上的张开距离z以沉降缝水平宽度增加为正，反之为负；沉降缝 (5)在垂直方向上的错动距离以沉降缝左侧相对于右侧下降为正，反之为负。
【专利摘要】本发明涉及沉降缝二维变形监测技术领域，具体涉及一种基于长标距FBG的沉降缝二维变形及对倾监测方法。针对现有技术在沉降缝实际使用过程中的变形检测误差较大和检测数据不连续等不足，本发明提供了一种基于长标距FBG的沉降缝二维变形及对倾监测方法。本发明通过布设长标距FBG传感器、列写沉降缝移动后水平方向、垂直方向和二维变形的平均应变方程，求解沉降缝在水平方向上的张开距离x和沉降缝在垂直方向上的错动距离y。与传统人工仪器监测相比，本发明具有测试精度高、数据连续等显著特点，可以在工程中推广使用。
【IPC分类】G01B11-02, G01B11-16
【公开号】CN104613886
【申请号】CN201410825917
【发明人】张 浩, 沈圣, 段君淼, 王子龙, 莫振泽, 周立波
【申请人】石家庄铁道大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月26日