FBG传感器在钢筋混凝土梁中的应用

采用自制的光纤光栅技术的温度传感器,监测混凝土梁24 h固化过程内部温度以及钢筋应力情况,监测混凝土梁受弯条件下应变变化规律,并与应变片和手持应变仪进行对比,实验结果表明：在使用光纤光栅对混凝土固化期收缩应变监测时必须考虑温度的影响,进行温度补偿。     

混凝土固化期收缩应变监测的光纤珐珀传感器

针对混凝土固化监测的难题,提出了采用光纤珐珀传感器进行混凝土固化过程中收缩应变监测的新方案,分析了光纤珐珀传感器的传感原理,研制出了相应的实验系统,对440mm×50mm×40mm的混凝土试件进行了实验,在试件两天的固化过程中监测到了130με的收缩应变.本文还对光纤珐珀应变传感器的温度稳定性能进行了理论分析及对比实验,实验结果表明,在一定条件下环境温度对光纤珐珀应变传感器的影响可忽略不计.     

基于FBG的某客站轨道层混凝土施工监控

FBG(光纤光栅)传感器具有体积小、质量轻、灵敏度高、耐腐蚀、抗电磁干扰等诸多其他传感器所不具备的优点,非常适合埋入混凝土结构进行温度及应变监测。采用埋入式光纤光栅应变传感器对大体积混凝土内部应变变化进行监测,可以直观、及时准确地获知结构状态,及时采取措施可以预防大体积混凝土结构的开裂。本文结合哈尔滨西客站P-Q-R轨道层大体积混凝土结构工程实例介绍了光纤光栅应变传感器在大体积混凝土施工阶段的应变监测中的应用。     

光纤传感智能混凝土的研究与现状

介绍了光纤传感器、光纤传感技术的特点及其在混凝土结构中应用的原理、方法 ,即探测混凝土裂缝及扩展 ,监测混凝土硬化期的收缩应变 ,对混凝土内部损伤 (微裂纹 )实时在线监测     

光纤光栅传感器在混凝土变形及裂缝监测中的应用

介绍了一种自行研制的光纤光栅应变传感器及其工作原理,并对封装后的传感器进行拉伸标定试验,验证其准确性.而后利用这种光纤光栅传感器对常州客运中心地下工程混凝土板的内部变形及表面裂缝进行监测,进而研究掺入不同纤维的混凝土的体积稳定性及相关性能.试验结果表明,这种光纤光栅传感器的测量精度高、稳定性好,可用于地下工程混凝土板变形和裂缝的测量.     

光纤布拉格光栅传感器用于混凝土结构施工监测

采用与土木工程施工特点相适应的操作工艺与保护方法,将自行研制的光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器与温度传感器埋入一幢5层钢筋混凝土结构的大楼中,用以监测该建筑在施工过程中梁、柱的应变与温度变化.研究结果表明,埋入的FBG传感器可以方便地监测施工过程中混凝土结构内部温度与应变的变化,为混凝土结构的健康监测提供依据;自行研制的FBG传感器传感性能良好,成活率高,寿命长,为基于FBG传感器长期的混凝土结构健康监测奠定了基础.     

大体积混凝土硬化过程监测技术研究

应用光纤光栅传感器在试验室及工程现场进行了大体积混凝土的温度监测研究。研究表明,光纤光栅作为温度传感元件的准确性、可靠性及监测的连续性较好,同时,应用光纤B ragg光栅可以捕捉混凝土内部的裂缝出现情况。     

大坝模型试验的光纤传感变形监测

考虑到大坝模型试验中内部变形难以监测的现状,研制了一种新型的基于光纤布拉格光栅(FBG)技术的光纤传感器.这种传感器为圆棒式结构,其表面沿轴向安装了准分布式的光纤布拉格光栅.对于大坝物理模型,该传感器可预埋入坝体和坝基的内部.当大坝受到油压千斤顶荷载产生变形时,该传感器类似于一根一端固定并同时受轴向拉、压和横向弯曲的弹性梁.根据弯梁原理,由光纤布拉格光栅测得的应变结果可反算出大坝沿水平向和竖向的位移分布.室内标定试验结果表明,该传感器测得的变形量与其他常规传感器的读数一致.在一个二维混凝土重力坝物理模型的超载破坏试验中,采用预埋于坝体、坝基内部的光纤传感器以及表面安装式位移计、电阻应变花对该模型进行实时的变形监测.试验结果验证了该光纤传感器在大坝模型内部变形监测中的有效性,同时也揭示了大坝在超载作用下的变形机制和破坏形态.     

光纤光栅传感器在细石混凝土结构中的应用研究

光纤光栅传感器以其抗电磁干扰、质轻、耐腐蚀、信噪比高、易组成传感网络等优良的传感特性,成为近年来迅速发展的一种新型智能传感器,在结构试验与工程监测领域中有广阔的应用前景.本文首先介绍了光纤布拉格光栅应变传感器的测试原理以及光纤光栅传感技术在检测细石混凝土结构时采用的埋入工艺,并在上海旗忠网球中心整体静力试验中埋入了光纤光栅传感器,用于对细石混凝土模型受力全过程的应变测试.试验结果表明,光纤光栅传感器测试精度高,稳定性好,便于修复,完全能适用于细石混凝土的结构测试.     

光纤光栅传感器应力检测温度效应分析

目前光纤光栅传感器在土木工程安全监测中得到广泛应用,但由于应变及温变对光纤光栅的复合作用,导致应力测试精度受温度影响明显。本文在对光纤光栅传感器应变、温度传感的工作机理等进行阐述的基础上,对温变效应对应力测量的影响进行了分析,并将传统的应变片、振弦传感器进行了比较分析。     

岩层变形检测的植入式光纤Bragg光栅应变 传递分析与应用

 为研究深部岩层的变形及其发展过程,构建光栅–传感器结构–水泥砂浆–岩层的应变传递系统,根据光纤光栅传感器的应变传递理论,分析用于岩石检测的光纤、中间层和岩层力学参数对光栅应变传递率的影响,给出光纤光栅传感器及钻孔参数设计,为工程应用提供依据。研究表明,深孔岩层监测的钻孔直径宜选100 mm左右,光纤光栅传感器的临界长度为149.23 mm。将其应用于济三煤矿第四系松散地层沉降变形监测中,结果表明,光纤光栅传感器可对松散层的应变变化进行实时检测。     

FBG在隧道施工监测中的应用及关键问题探讨

光纤布拉格光栅(FBG)传感技术具有精度高、准分布、实时性、耐腐蚀及抗电磁干扰等独特优势,已在众多工程监测领域中得到应用,但纤细脆弱、交叉敏感的FBG应用到作业环境恶劣和变形规律复杂的隧道工程监测中还有一些关键问题需要解决。探讨了FBG用于在建隧道工程监测中常遇到的封装保护、温度补偿及系统集成问题,提出了相应的解决办法和思路,并以具体工程案例对上述问题进行了分析。研究表明:通过合适的封装和保护可以将埋入式FBG传感器的成活率大幅提高,实现在隧道开挖期间对喷射混凝土的拱架内力、混凝土应变与温度的实时监测。     

光纤光栅传感技术在PHC管桩水平载荷试验中的应用

光纤Bragg光栅(FBG)传感技术在工程测试方面优势显著,如何合理应用该项技术实施PHC管桩的荷载试验,难度较大,相关研究工作与实践经验较少。基于FBG工作原理与硬件特性的分析,结合PHC管桩成型与现场施工的工艺特点,利用PHC管桩水平承载力载荷试验的实践验证,研究FBG传感器合理应用于PHC管桩的埋设方案与施工技术。结果表明：按笔者提出的预设方案与施工技术,在PHC管桩采用锤击和静压2种成桩工艺时,FBG传感器的成活率可达100%;FBG传感器获得的PHC管桩应变与应力监测数据,比传统电阻应变式传感器更具优越性;实测数据与理论计算的对比分析证实,《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)中有关水平承载力的计算方法能够较好地反映桩身受力的实际情况。     

基于桥梁健康监测的振动传感器

提出一种基于桥梁监测的光纤光栅振动传感器的设计方法。监测系统是基于测量压力啁啾的光纤布拉格光栅(FBG)反射带宽和反射光功率达到实时监控的目的。该传感器是由单根FBG组成,为了模拟真实桥梁振动情况,使用简支梁模拟桥梁。将单根FBG斜向粘贴在简支梁侧面上进行模拟试验,梁的上表面中间粘贴偏心轮来产生振动。振动将作用到简支梁上造成梁弯曲。梁弯曲时,在不同厚度层上产生呈梯度分布的应变,进而引起FBG的啁啾效应,造成FBG带宽发生变化。试验结果将电阻应变片和基于FBG的振动传感器进行对比。由于FBG对反射带宽和光功率温度不敏感,传感测量完全避开了温度的交叉敏感效应。该传感器可以广泛应用于桥梁的健康监测中,具有实时性及成本低等优点。     

基于红外热成像与温度场有限元模拟的混凝土无损检测研究

采用红外热像仪与温度传感器监测设备,对含缺陷的混凝土试件进行了检测.通过试验结合数值分析的手段,建立一种基于红外热成像与温度场有限元模拟的混凝土无损检测技术方法.试验及模拟计算的结果表明,红外热成像法与温度场有限元模拟均能有效地检测出试件中的缺陷,两者相结合能更全面准确的揭示出混凝土内的结构信息.     

混凝土内部应变分布式光纤实时检测方法及试验研究

布里渊散射光时域分析技术(BOTDA)是1种新型光电监测技术,可对沿光纤轴向的应变、温度进行分布式监测,并具有长距离、分布式、高精度和耐久性等特点,适用于结构的健康监测.系统介绍了基于BOTDA的混凝土内部分布式应变的检测方法,并通过试验研究标定了由气吹再灌浆技术铺设的埋入式传感光纤的工作性能,解决了工程应用中无法将长...     

土木工程施工过程的光纤光栅监控技术

光纤光栅传感器性能优良,适合土木工程应变的长期测量。对光纤光栅传感器用于土木工程监测的布设工艺等相关问题进行了研究,并在江苏省邮政通信指挥中心工程成功地使用光纤光栅传感器对施工中结构受力体系转换过程进行了监控。结果表明,光纤光栅传感器测量数据稳定可靠,并且能进行分布式测量,效果明显优于传统的应变计。     

光纤光栅传感技术在水工结构监测中的应用研究

应用新型光纤光栅传感技术,结合常见水工混凝土结构物的结构特征,采用结构测试、损伤评估等理论,建立了结构健康监测体系,对新型光纤光栅传感器在水工结构健康监测中的应用进行了相关研究,以此解决水工结构监测系统实际应用存在的基本构架技术问题。     

FBG传感器在量测围岩内部位移中的应用

 光纤光栅(FBG)传感器利用波长调制传感信号,因而量测信号不受光源起伏、光纤弯曲损耗、连接损耗和探测器老化等因素的影响,可以广泛应用于量测应变、温度、应力、位移等参数。结合新奥法隧道施工中位移监测的要求,介绍光纤光栅传感器的原理及其在隧道围岩内部位移量测中的应用。与其他量测方法比较,利用光纤光栅传感器量测围岩内部位移具有仪器构造简单、安装量测方便、量测数据精确等优点,是一种非常实用的量测方法。量测数据验证隧道围岩变形的基本规律：不同位置的围岩其松弛变形不同,离开挖面越近的围岩,其松弛变形越大,离开挖面越远的围岩,相应的松弛变形越小;围岩的完整程度对围岩内部位移的影响很大。