随着我国城市轨道交通的兴建,盾构隧道工程建设得到了蓬勃的发展。与此同时,地铁盾构隧道在施工期与运营期的稳定性问题也成为了现代隧道工程建设中的焦点课题。因此,探索一种行之有效的监测方法具有重要意义。笔者在查阅了国内外相关文献的基础上,依托苏州轨道交通盾构隧道结构健康监测项目,研发了适合盾构隧道工程监测的分布式光纤传感器;介绍了 BOFDA的感测原理;通过大量的室内试验,验证了 BOFDA的精度以及稳定性;阐述了大型有限元分析软件ABAQUS在隧道稳定性分析中的应用,并与BOFDA监测有机结合,提出了隧道稳定性评价方法;通过室内物理模型试验,验证了分布式感测光缆的性能,提出了基于分布式光纤监测数据的隧道收敛变形计算方法。论文研究内容和成果总结如下:(1)总结了盾构隧道结构监测和稳定性分析的研究现状,介绍了分布式光纤感测技术及其在盾构隧道监测中的应用;以苏州地铁盾构隧道为研究对象,介绍了研究目标段盾构隧道的工程地质条件;分析了影响隧道施工和运营安全的主要因素,并给出了隧道监测与评价的主要内容。(2)介绍了布里渊光频域分析技术(BOFDA)的感测原理,在室内试验基础上,验证了 BOFDA的空间分辨率和测试精度,并对BOFDA和BOTDA技术参数和性能进行了对比分析。(3)介绍了大型有限元分析软件ABAQUS及其在隧道稳定性分析中的应用,建立了基于苏州地铁盾构隧道开挖的二维平面应变模型,为分析和验证BOFDA监测结果打下基础。(4)开展了盾构隧道收敛变形物理模型试验,完整地介绍了试验方案、试验过程以及试验结果分析的整个流程;提出了隧道收敛变形计算模型,基于监测数据对隧道收敛变形进行了反演,论证了分布式光纤感测技术在隧道结构监测中的有效性。计算模型合理,为隧道收敛变形监测提供了验证方法。(5)依托苏州地铁盾构隧道施工期和运营期结构监测项目,详细介绍了盾构隧道结构变形分布式光纤监测方法,提出了感测光缆铺设新工艺,分析了相应监测结果,并对隧道稳定性进行了评价。