基于光纤光栅技术的海底沉管隧道管段应变研究

采用光纤光栅传感器（FBG）对浙江省某海底沉管隧道工程的管节应变进行监测。对传感器型号选择、安装方案及现场安装情况进行了介绍,对实测数据进行分析,研究了各截面测点实测应变值随时间的变化规律以及潮汐荷载对监测结果的影响。根据修正模型对管段应变进行了理论计算,将应变实测值与理论值进行了对比分析。研究结果表明,管段应变在施工结束一年后基本达到稳定,应变随时间变化规律与管段所处位置和两端接头形式有关;潮汐荷载对管段应变影响在0.8%～12%范围内,且与接头形式相关,当管段两端为柔性接头时应变的变化规律与潮汐水位呈现很强相关性,若为刚性接头则相关性不明显;计算得到的管段应变理论值与实测值较为接近,具有一定可靠性。     

光纤布拉格光栅在季节冻土路基应变检测中的应用

介绍了现行光纤布拉格光栅（FBG）测试技术的应用领域、传感原理以及常用的封装方式,探索将FBG用于季节冻土路基这种隐蔽工程应变检测中的适应性。主要工作有：（1）基于FBG测试技术的植入梁方法,在传感器布设方面,根据不同测试对象提出了两种封装布设方式：浅置短距离半柔性探测杆和深置长距离半刚性探测杆两种封装布设方式;（2）针对现场测试需要,对电源、光纤传感器、数据采集及分析等整套现场测试系统进行了比较优选;（3）选择两处季节冻土路基作为埋设场地并开展为期1 a的观测。测试结果表明：FBG在-20～30 ℃的温差范围内保证了很高的存活率,所提出并实现的季节冻土路基应变测试系统具有较高的测试灵敏度和可靠性。该套测试系统为隐蔽工程的物理性质指标测试提供了新的技术手段。     

光纤光栅锚杆传感在隧道应变监测中的技术研究

针对隧道施工和运行长期监测的需要和当前的岩土监测所用电磁传感器的不足,基于分析了光纤布拉格光栅(FBG)传感监测原理和实现方法,在直径为22 mm的普通螺纹钢上设计和制作了隧道应力应变监测用的FBG锚杆传感器,并分析FBG探测锚杆轴向应变的原理。通过试验室和公路隧道现场对已制作的FBG锚杆进行动态测试与应用,效果良好,并突出了FBG锚杆传感灵敏度高、稳定性好、测量范围大、结构简单和能在野外岩土结构工程进行长期有效监测等优点。     

GS-1型滑坡光纤多参数监测系统的研究

开发一种自动化地质灾害滑坡光纤多参数监测系统,采用基于光纤光栅的反射中心波长随光纤光栅所受的应变或温度的改变产生移动,其波长移动量的多少直接反映应变或温度变化大小的工作原理。利用光纤光栅封装结构的变化,实现应变、应力、压力、温度、位移、振动等多种参量的测试;对多个光纤光栅的中心波长进行排布上的设计,则实现多点的准分布式测量,推动地质灾害监测技术的进步。     

分布式光纤传感技术在滑坡监测中的应用

将分布式光纤传感技术引入滑坡监测,既可得到整个滑坡体的概要特征,又能提高监测效率。FBG与BOTDR是两种最具代表性的分布式光纤传感技术,FBG通过测量其反射光波长的变化获得应变或温度值。BOTDR通过测定后向布里渊散射光的频移实现分布式温度、应变测量。FBG传感器灵敏度高,但只能实现离散点的准分布式测量,BOTDR可实现分布式、长距离、不间断测量,但其空间分辨率不高。笔者提出FBG与BOTDR联合监测滑坡的方案。在巫山残联滑坡,在整个滑坡体上铺设监测光纤,利用BOTDR获得整个滑坡体的概要信息;在滑坡体变形的关键部位———变形缝安装FBG传感器,获得某些关键部位的应变信息,从而实现由点到线再到面的监测,获得滑坡体较完整的应变信息。     

光纤光栅传感技术在GFRP抗浮锚杆现场拉拔试验中的应用

光纤测试技术是将光纤布拉格光栅（FBG）传感器用光纤连成一串,通过构建多点光栅测试系统实现传感,它具有精度高、抗干扰能力强、空间分辨率高和连续数据采集等特点。将光纤光栅传感技术应用到原型玻璃纤维增强复合材料（GFRP）抗浮锚杆受力测试中,同步测试了锚杆杆体-锚固体界面、锚固体-周围岩土体界面以及锚固体内的应变,实现GFRP抗浮锚杆多界面全长受力测试。测试结果表明,光纤光栅传感技术能准确记录拉拔过程中GFRP抗浮锚杆各界面的应变变化,揭示锚杆杆体-锚固体界面、锚固体内、锚固体-周围岩土体界面的轴向应力和剪应力分别随荷载水平和锚固深度变化的分布规律,但不同界面处荷载的传递深度和剪应力沿深度的影响范围有所差异。该测试技术和传感器埋设工艺有众多优势,在岩土工程科学研究与工程应用领域具有广阔的前景。     

页岩单轴压缩破坏试验的光纤布拉格光栅测试技术研究

由于化石能源工业的不断发展及其大量燃烧造成的严重环境污染问题等原因,促使页岩气逐渐成为绿色革命的关键能源组成之一。四川盆地龙马溪组是我国页岩气主力开采层位,在页岩气开采过程中,针对储层变形监测将有利于指导现场页岩气开采方案和安全风险管理等工作。光纤布拉格光栅测量应变的方法是近年来被广泛使用的一种新颖先进的实时应变监测技术,研究将其运用于页岩单轴压缩试验并对页岩表面应变进行监测。结果表明:(1)光纤布拉格光栅能够较好地监测页岩表面应变变化且环向应变传递效率高于轴向;(2)光纤布拉格光栅测试结果优于十字应变花,但轴向应变变化极易受表面裂缝发育影响而导致较低传递效率;(3)光栅传递效率受光栅本身力学性质、粘贴层性质及厚度等因素影响。从试验选择的两种环氧树脂黏胶对比试验结果中可知,新型555黏胶效果更佳。     

分布式光纤应变测量技术在地质灾害防治中的应用

文章简要总结了光纤应变传感测量技术特点、应用领域及前景。对基于布里渊散射技术的分布式光纤应变测量技术（BOTDR）的工作原理、特点进行了详细阐述。以地质灾害监测实践为基础，分析了光纤应变分布和灾害体变形的对应关系。结果表明，将BOTDR技术应用于地质灾害监测中是可行的。文章还对BOTDR应用于地质灾害监测中的几个关键技术问题进行了系统总结。     

基于光纤光栅技术的地铁隧道沉降监测

光纤光栅技术(FBG)是工程安全监测的一项新技术,提出了该技术应用于地铁隧道安全监测的工作思路.通过某地铁隧道沉降监测实例,探讨了光纤光栅在监测地铁隧道沉降中的可行性.研究结果显示,相比传统的精密水准测量方法,光纤光栅拥有相同等级的测量精度,在一定距离范围内可满足地铁隧道安全监测的要求.     

光纤布拉格光栅波长解调系统的研制

光纤布拉格光栅波长解调系统利用光纤光栅的平均折射率和栅格周期对外界参量的敏感特性,将外界参量的变化转化为其布拉格波长的移动,通过解调布拉格波长的偏移来确定待测物理量的变化。采用波分复用技术构成光纤光栅传感网络,提出了由光源、布拉格光栅传感网络、光栅波长检测电路构成FBG波长解调系统的硬件设计方案。利用LabVIEW丰富的功能函数库,设计光纤布拉格光栅波长解调系统软件的各功能模块。最后在室内进行了FBG波长解调系统的调试实验。结果表明：在相同测试环境下,传感器的测试波长变化较稳定,数据的重复性较好,系统软硬件运行稳定可靠。     

TDR技术在滑坡监测中的应用

对实际滑坡治理工程中的TDR监测成果进行分析,将其与传统的监测手段对比,总结TDR技术在滑坡监测实际应用中的优缺点.通过对比分析,可以得出TDR滑坡监测系统具有检测时间短、监测成本低廉、定位准确、可实现自动化观测、安全性高、量程较大等优点,同时还具有无法检测滑坡滑动方向,测定滑坡具体位移精度不高等缺点.     

TDR技术在石油天然气长输管道滑坡监测中的应用研究

随着我国西南山区石油天然气常输管道的大规模建设,各类边坡问题将会层出不穷,滑坡检测将成为管道运营检测的重要组成部分。文中对实际滑坡治理工程中的TDR监测成果进行分析,将其与传统的监测手段对比,总结TDR技术在滑坡监测实际应用中的优缺点。同时,提出了TDR技术与长输管道自动化监视和控制体系-SCADA系统相结合的理念,可通过SCADA系统克服TDR技术绝大部分的缺点,在石油天然气常输管道滑坡检测中有着十分广阔的应用前景。     

应用GPS对向家沟滑坡稳定性进行分析

通过对巫山县向家沟滑坡监测系统现阶段GPS监测数据的分析,对向家沟滑坡的稳定性作简要评价——该滑坡目前已经出现细微的形变,从微小的形变量和曲线发展的不显著特征以及结合宏观巡视来看,判定该滑坡变形处于蠕滑变形阶段。     

滑坡监测的指标体系与技术方法

滑坡监测目的:了解和掌握滑坡体的演变过程,及时捕捉崩滑灾害的特征信息,为崩塌滑坡的正确分析、评价、预测、预报及治理工程等提供可靠资料和科学依据。滑坡监测指标包括地质宏观形迹监测、地面位移监测、深部位移监测、诱发因素监测、水压力监测和滑坡地球物理、地球化学场监测等。滑坡监测技术方法通常有地面宏观形迹的简易观测、地面仪器监测、空间遥测和遥感监测、综合的实时监测预报系统等。论文还介绍了宝塔滑坡监测系统实例。      

测斜监测数据在滑坡滑面识别中的应用以巴东县第三中学滑坡为例

本文利用巴东县第三高级中滑坡钻孔测斜数据资料,来研究滑带土所处深度和滑坡滑动方向。在数据分析中引入误差检验方法,认为测斜仪在地表浅部监测数据偶然误差大。结合滑坡抗滑桩人工开挖编录情况,发现了明显的滑带土,将测斜数据与实际观察的滑坡滑动方向及滑带深度进行对比,发现测斜数据揭示的滑带土深度和滑动方向与桩内发现情况一致,证明了深部位移监测数据与实际情况十分吻合。因此可以得出,测斜仪地表附近监测数据偶然误差较大,但对于揭示滑坡内部滑带的准确性高,肯定了深部位移监测数据对滑坡滑带深度和滑动方向分析中的准确性。     

锚固桩组合抗滑墙在治理滑坡中的应用

重庆市西南制药一厂位于长江左岸寸滩,该厂在厂区开挖坑,将2万m~3弃土堆放在斜坡上。1990年产生滑坡,将原有为栏截弃土设置的重力式挡土墙(耗资180万元),以每天2—3cm的速度向外推移。南江水文队承接治理,采用锚固桩组合抗滑墙新方法,共施工Φ1.2m竖桩17根,灌注混凝土407.93m~3,总投资110万元。经检测,合符《工业与民用桩基础设计与施工规程》要求,达到省费效好之目的。     

瞬态面波剖面法在滑坡探查中的应用

随着国民经济的不断发展,各种工程建设不断增多,各种滑坡、边坡及其工程产生的滑坡、边坡灾害越来越多。由于许多滑坡、边坡是在工程进行中产生的,由于时间紧,要求选择一个方便、高效、快捷的勘察方法。笔者结合工程实例介绍了瞬态面波剖面法作为一个快捷、高效的勘察方法在滑坡勘察中应用及其效果。     

遥感技术在矿致滑坡成因分析中的应用

以湖南省怀化市泸阳镇中型岩质滑坡为例,基于多期次多元高分辨率数据,利用遥感技术研究滑坡的地质灾害各项背景因素,发现怀化滑坡主要是由山体破碎和矿山持续不规范开采共同造成的地质灾害.研究结果表明遥感技术可以在不接触此危险源的情况下直接进行定性和定量的滑坡成因分析.     

分布式光纤感测技术在古建筑监测中的应用研究

本文介绍了分布式光纤传感技术的优势和特点,根据中国古建筑的分类及监测要求,提出了分布式光纤技术对古建筑的监测方案,包括感测光缆的选择、布设方案、安设工艺等,并以某古建筑监测为例,介绍了分布式光纤传感技术的实际应用,进一步证明了该技术应用在古建筑监测和健康诊断中的可行性和有效性。     

高密度电阻率法在四川高川茶园沟滑坡勘察中的应用

将高密度电阻率法用于四川省高川乡茶园沟滑坡地质勘察中,结合钻孔资料确定了滑坡体主滑动面的位置、基岩的埋深及含水程度,为滑坡治理提供可靠的地球物理依据。