重大工程結(jié)構(gòu)(如隧道、橋梁和水壩等)的安全監(jiān)測一直是國內(nèi)外工程領(lǐng)域廣泛關(guān)注的重要研究課題。其常規(guī)監(jiān)測技術(shù)多以點式電測方式為主，而用于應(yīng)變測量的傳感元件主要為電阻應(yīng)變片和鋼弦計，但電阻應(yīng)變片發(fā)生的零點漂移會使其長期測試結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重的失真；鋼弦計的靈敏度較好，但因鋼弦絲長期處于張緊狀態(tài)，蠕變對其影響較大。 此外，常規(guī)的電類傳感器普遍存在壽命短、測量易 受環(huán)境影響、易受電磁干擾、不能進(jìn)行實時在線監(jiān) 測和不能實現(xiàn)分布測量等缺點。但工程結(jié)構(gòu)的漸變性決定監(jiān)測系統(tǒng)不僅應(yīng)具備高精度和長期穩(wěn)定性，而且要求實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及惡劣條件下測讀數(shù)據(jù)的可靠性。由此可見，常規(guī)的電類傳感器已逐漸不能滿足對重大工程結(jié)構(gòu)安全的長期監(jiān)測要求。

光纖傳感技術(shù)是繼電測技術(shù)之后的新型傳感技術(shù)。以光波為載體，光纖為媒質(zhì)，具有抗電磁干擾、動態(tài)響應(yīng)快、靈敏度和測試精度高、耐久性強及可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離實時監(jiān)測等優(yōu)點，一些技術(shù)還可對結(jié)構(gòu)進(jìn)行分布式測量。這些優(yōu)點決定其在工程結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測方面具有很強的競爭力，并在航空航天、船舶、 電力、橋梁、堤壩、邊坡和隧道等工程結(jié)構(gòu)及巖土工程的監(jiān)測與診斷中獲得廣泛研究與應(yīng)用。

2、光纖監(jiān)測技術(shù)

國內(nèi)外工程結(jié)構(gòu)監(jiān)測領(lǐng)域主要的光纖傳感器主要包括光纖光柵傳感器(FBG)、光時域反射計(BOTDR)、Fabry-Pérot空腔傳感器(FPI)及SOFO點式光纖傳感器等。FPI和SOFO分辨率高，但受信號傳輸和解調(diào)技術(shù)的限制，布點數(shù)量有限，還不能從根本上突破點式測量的局限，比較適用于結(jié)構(gòu)重點部位的監(jiān)測。分布式的BOTDR可對結(jié)構(gòu)進(jìn)行大范圍監(jiān)測，但分辨率較低，測得應(yīng)變是所在位置后面一定距離(空間分解率)的平均應(yīng)變值。而FBG不僅分辨率高，所測的應(yīng)變位置明確易定，且能使用波分復(fù)用技術(shù)在一根光纖中串接多個傳感器，實現(xiàn)真正意義上的多點線式分布測量。 因此，FBG在很大程度上彌補以上幾種傳感器的不足，并成為光電傳感領(lǐng)域的研究熱點。美國、德國、加拿大和英國等都在致力于FBG及解調(diào)系統(tǒng)的研究。我國對其的研究相對晚一些，但是也有較大進(jìn)展，但還鮮見FBG在隧道監(jiān)測中的應(yīng)用實例。本文擬采用FBG 傳感技術(shù)對昆明白泥井3#隧道二次襯砌進(jìn)行應(yīng)變監(jiān)測，從而了解隧道當(dāng)前的應(yīng)力狀態(tài)和長期使用的可靠性及安全程度及檢驗二次襯砌設(shè)計的合理性，并為隧道在運營期間提供監(jiān)測數(shù)據(jù)