倾角传感器是一种测量结构水平角度的仪器,广泛应用于桥梁架设等方面。但其在地铁隧道变形监测中的应用仍比较少,相比于其他挠度测量方法,倾角传感器具有其独特的优点。主要研究内容有:(1)简述相关挠度测量的方法,并进行对比,分析倾角传感器在基坑测斜中的不足,表明倾角传感器在隧道应用中的创新性,得出使用倾角传感器测量隧道变形的可行性。(2)说明倾角传感器测量挠度原理。分析倾角传感器误差:分段误差和测角误差。考虑传感器测量值符合正态分布的特征,倾角传感器测量的不确定度利用蒙特卡罗法来评定。通过实验室试验设计和实际案例分析,得出倾角传感器的布置数量以及精度的选择,需同时考虑分段误差、测角误差以及实际经济性的结论。(3)建立地铁隧道的有限元分析模型,得到相关点的理论挠度值,利用Matlab通过多项式拟合得到其挠度曲线,通过分段误差和测角误差的分析,得到传感器的理论布设方案。得到最终的倾角传感器布设方案并进行现场实施。(4)通过静态和动态试验设计,分析结构静态挠度和动态挠度的关系,验证倾角传感器数据采集的可靠性。分析倾角传感器数据实现软件同步和硬件同步的原理。设计数据采集系统,对倾角传感器数据进行实时远程采集。(5)对现场全站仪及倾角传感器的实测数据进行分析,通过对比发现,两者的实测挠度曲线均与理论挠度曲线形状相同,说明倾角传感器用于隧道变形测量是合理可行的。本文研究内容为利用倾角传感器测量地铁隧道的挠度变形,该方法是利用分段叠加法和蒙特卡罗方法对理论数据进行误差分析,得到现场布设方案,通过倾角传感器的硬件实现同步采集,获得结构静态挠度的方法。这种理论分析结合实验验证的方法,对最终的实际测量结果具有重要的指导意义。本文利用倾角传感器对地铁隧道进行实时挠度测量,为同类项目提供参考,具有重要的实际工程意义。