点线融合的机场跑道地基沉降全寿命监测与预估方法
2023-08-21卢海
工程建设与设计 2023年15期
1 引言
地基是机场道面结构的重要支撑平台,在原地表状况、地基填方高度、施工水平和水文地质条件等的综合影响下,地基会产生工后差异沉降。 这种差异沉降将降低地基对道面结构的承载能力,导致局部应力、应变的增大,引发跑道断板、接缝损坏、错台等病害,缩短跑道使用寿命并严重威胁飞机滑跑安全[1]。因此,准确监测地基沉降,合理预测其发展趋势并进行科学评估十分必要。
传统的地基沉降监测主要采用水准仪、 全站仪等设备进行人工点式操作,自动化水平低、费时费力,对机场施工干扰较大[2]。 通过分层沉降仪、磁环沉降仪等可实时获取地基内部各层的沉降,但传感器埋设过程复杂,施工难度和成本高,适用于少数代表性点位的沉降监测[3-4]。 新兴的合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)可无干扰地获取飞行区全域的沉降信息,但其主要进行地表测量, 难以得到道面结构以下的地基沉降数据[5]。因此,本文综合采用单点沉降计和智能沉降仪,通过点线融合的方式, 实现沿跑道纵向或横向地基沉降的全寿命监测,在此基础上进行地基沉降的计算和预估。
2 地基沉降监测
2.1 传感器选型
2.1.1 单点沉降计
采用单点沉降计感知单个监测点位的绝对沉降量。 单点沉降计基于光纤光栅技术感知外界环境变化, 可通过光信号(波长)实现解调和传输。 通过钻孔埋设,将传感器的锚固端固定在稳定土层中,而活动端固定在土体表面。 当土体发生沉降时,传感器的活动端跟随移动,导致光的波长发生改变,通过获取变化的波长数据即可换算出土体绝对沉降。……
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