《地下设施的结构健康监测——技术方面的问题与挑战》.doc

《地下设施的结构健康监测——技术方面的问题与挑战》.doc

  1. 1、本文档共31页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
地下设施的结构健康监测 ——技术方面的问题与挑战 摘要 由于土地的稀缺,许多城市规划者正在认真考虑地下空间,来满足住宅,商业,交通,工业以及城市发展的需要。除了节约土地资源,地下建筑物提供的好处包括,对于地震和飓风防范的安全性,避免了城市噪音。然而,由于独特的设计以及施工,在项目施工和运营期间,它们需要严格的结构健康监测(SHM)方案,尤其是在附近的地面有着重要的建筑物时。进行连续监测可以有助于减少潜在的危险,确保更好的性能和促进深入理解整体的结构性能。本文讨论了重要的技术问题和地下建筑物的结构监测所面临的挑战。详细地概述了可用的传感器技术以及全面监测的方法,特别强调了地下作业所遇到的情况。也强调了这种监测的实际好处,通过几个涉及地下结构的真实案例进行了研究。 序论 民用基础设施是任何一个国家重要资产的重要组成部分之一。它们未能履行最佳状态水平,会影响该国的国内生产总值。然而,在世界许多地区,民用基础设施的日益老化正在给土木工程师造成不可预见的维护问题。这也促使积极研究在实时和自动化结构健康监测系统(SHM)的发展,它也促进了关键基础设施的持续监测以及人员参与的最小化。SHM的定义是建筑物的运行情况和荷载环境的监测,以及跟踪和评估操作事件的任何症状,异常和破坏/损伤。这可能影响其平稳运行,适用性或者安全可靠性。破坏/损伤可能是由材料属性,几何结构,边界条件,系统的连接以及加载环境所引起的。因此,综合的SHM监测要求对各个方面进行密切监测。 目前SHM相关的绝大多数研究只专注于表面结构,例如桥梁和建筑物。几个现实中的桥梁已经全面进行了仪器的安装,并且正在监测运行中。然而,由于地下结构监测系统和技术的发展能力的有限,最近已经吸引了全世界的城市开发者的关注。支持地下结构建设的最重要的论据之一就是它们能够缓解土地资源稀缺的压力,特别是在那些大都市。通过地下工程所节省的有用的地面空间,可以被用来进行其他的社会工作,或者可以进行生态公园的建立/保护。此外,地下结构被认为是不易受到极端事件所损伤的,例如地震,风暴/飓风。与地面建筑物相比,不易受到噪音污染。在存储易燃碳氢化合物和其他危险化学品方面,它们也比起地面结构更加安全。地下空间也不会受到电磁波的影响,对于电磁相关的研究/制造比较理想。新加坡的地下科学城的提议很好的反映了地下工程的趋势。图1显示了所提议的科学城的概念设计,它将容纳杰出的科学研究实验室。这种结构不会以任何方式影响当前地区的园林绿化,也不会与任何环境问题产生冲突。这种杜绝噪音的环境对于实验室里的研究是很理想的。 图1.新加坡的地下科学城的概念设计 然而,不像地面的建筑物,地下建筑物的设计和施工更为复杂和昂贵。它们往往会在施工中和运营中遇到前所未有的困难。通常,许多复杂的岩土工程和环境参数无法在设计阶段中考虑到。因此,它们中的大多数可能会被保守或者错误的估计,从而导致不经济或者不安全的设计。遗憾的是,施工完成之后,设计假设往往得不到验证。因此,一个比较全面的仪器设备在地下结构施工间能为外部荷载,应力分布,变形以及持续发生的损伤提供长期的监测,从而保证了高水平的安全性。同时,它可以作为设计验证的手段以及作为未来施工节省开支参考的数据库。这就使得那些还不是很熟悉的施工技术或者一项已知的技术超出正常范围内的应用,变得息息相关起来。最近发生在新加坡的实例突出了这一事实,2004年4月20日,在Nicoll大道环形捷运路线(MRT)的施工期间,一个临时挡墙,它支持着一个邻近Nicoll大道的33米深的基坑,在毫无警示下坍塌了,导致横跨的六车道公路的大面积塌陷。这场事故的地点,如图2所示,面积有着两个篮球场那么大。除了造成一个重要交通网络的关闭以外,事故造成了四人死亡以及多人受伤。平时这个时候交通非常拥堵,而幸运的是,事故发生时没有车辆行驶,否则,伤亡会更大。 图2.坍塌后的Nicoll大道 虽然事件还在调查之中,由调查委员会的临时报告间接指出,在设计和旋喷桩的施工中,形成了挡土系统的一部分。委员会指出,在不熟悉的施工技术下,更应该强调喷射灌注桩的定期检测。预测值与实际值之间的比较,以及关键路口的定期检测能够尽早察觉有害趋势。特别的是,报告指出“有需要将来自各个检测仪器的信息进行整合,将关键的信息相关联到作业场所会有什么事情发生,以及施工中每一个细节的质量。”Nicoll大道的倒塌,严重强调了施工期间SHM的必要,特别是在城市中心,在那里关键性的建筑物很可能位于暗挖/施工地点上方的地面上。在严重损伤或者土支护结构失效以前,SHM可以提供足够的预警。 虽然SHM的重要性是大家公认的,但是被确认为总体地下资产管理系统的一个至关重要的因素,它还没发展到这个阶段。其最主要的原因就是SHM还没有成为实践方面的相关准则。另一

文档评论(0)

younaifcg + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档