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申请/专利权人：山东大学;中铁十八局集团有限公司

摘要：本发明公开一种深埋隧道穿越活断层的变形量测预警系统及方法，包括：量测模块、信息处理模块和预警模块；所述量测模块包括光纤传感系统、声发射传感系统和应力应变测量组件；所述光纤传感系统用于采集监测位置的变形数据，所述声发射传感系统和应力应变测量组件用于采集预警断面处的损伤信号和应力应变数据，并均传输至信息处理模块；所述信息处理模块根据变形数据确定预警断面，且根据预警断面处的损伤信号或应力应变数据，确定预警等级，发送预警信号至预警模块，以使预警模块发出报警。实现隧道全自动实时的高精度监测、传输与预警，实现沿隧道线形的自动化、分布式和长期的应变监测。

主权项：1.一种深埋隧道穿越活断层的变形量测预警系统，其特征在于，包括：量测模块、信息处理模块和预警模块；所述量测模块包括光纤传感系统、声发射传感系统和应力应变测量组件；所述光纤传感系统用于采集监测位置的变形数据，所述声发射传感系统和应力应变测量组件分别用于采集预警断面处的损伤信号和应力应变数据，并均传输至信息处理模块；所述信息处理模块根据变形数据确定预警断面，且根据预警断面处的损伤信号或应力应变数据，确定预警等级，发送预警信号至预警模块，以使预警模块发出报警；所述光纤传感系统包括光纤、固定夹具和固定点滑轮；用于监测纵向和横向变形的光纤通过点对点的固定点滑轮连接到隧道管段，通过固定夹具上敷设的直埋电缆进行信号传递，以对深埋隧道进行横向和纵向上的应力应变测量；预警断面确定后，在满足声发射监测条件的情况下，由声发射传感系统获取预警断面处的损伤信号，在声发射传感系统不易施作的情况下，由应力应变测量组件获取预警断面的应力应变数据；光纤传感系统采集的变形数据包括隧道全断面监测点竖向位移沉降、台阶法开挖下水平上收敛与下收敛和隧道开挖侵限面积；所述信息处理模块对变形数据经处理得到时程曲线和纵向变形曲线，根据时程曲线和纵向变形曲线确定预警断面；由声发射传感系统获取预警断面处的损伤信号，包括上升时间与振幅的比值RA和平均频率AF，通过RAAF的比值得到声发射参数r，根据声发射参数r在活断层运动过程中的变化规律以及r的变异系数的发展规律，确定不同等级破坏特征与声发射参数r的对应关系，从而确定预警等级；所述信息处理模块对变形数据经处理得到时程曲线、纵向变形曲线，将时程曲线、纵向变形曲线依据现有研究中的纵向LDP变形分析经验公式、GRC收敛-约束法围岩特征曲线确定的分级指标进行判别，从而确定其预警等级，以此确定预警断面及其损伤状态。

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