基于光纖傳感及數字圖像測試的管-土相互作用試驗研究*

朱鴻鵠 王德洋 王寶軍 朱 寶 施 斌

(南京大學地球科學與工程學院， 南京 210023，中國)

0 引 言

隨著我國城市化、工業化進程的加快，地下管線在城市建設和可持續發展中發揮著越來越重要的作用。作為城市基礎設施的重要組成部分，供水、排水、燃氣、熱力、電力、通信等管道及其附屬設施在地下縱橫交錯，它們所受的工作荷載、所處的工程地質條件復雜多樣。另一方面，西氣東輸、南水北調等戰略性工程中也涉及到長達數萬公里的管線，沿線地區地殼活動劇烈，地質環境惡劣。最近10年間，國內外埋地管道事故頻發，南京、青島等地相繼發生了死傷百人以上的地下管線泄漏爆炸重大事故，造成巨大的經濟損失和惡劣的社會影響。

國內外研究表明，由于埋地管道長期處于復雜的工程地質環境下，所面臨的工況是一個持續性發展的過程，管周土壓力、管道的縱向和環向形變將發生動態變化。地下管線變形破壞的工程誘因主要包括大面積地面堆載、基坑開挖和降水、鄰近地下施工、深部采礦活動等。在這些問題中，均存在著明顯的管-土相互作用，近年來一些分析計算模型和方法應運而生(張土喬等， 2003； Klar et al.，2005； Sargand et al.，2005； 馬鳳山等， 2010； Abolmaali et al.，2013； 周敏等， 2016)。其中，人們對于開挖、降水、盾構施工等擾動效應較為關注，對地面堆載工況下淺埋管道的受力特性及周邊土體變形機理的認識尚不充分，亟待進一步研究。

作為一種可實現分布式應變、溫度傳感的手段，光纖傳感技術在國內外一些重大工程項目中取得了良好的應用效果。……