钢管混凝土拱桥健康监测的光纤传感研究

基于光时域反射技术,研究了钢管混凝土健康监测的分布式光纤传感技术。提出光纤优化组合,实现了不同类型光纤的优势互补;采用大型工程机械进行了泵送混凝土的流动冲击仿真试验,确定了光纤在钢管内的埋设、定位、保护工艺;提出力-光本构关系概念,构建全自动力-光耦合试验系统,进行了脱空-裂缝传感试验和大比尺预应变钢管混凝土界面脱空仿真试验,建立了力-光本构关系,确定了光纤传感监测系统的传感性能(动态范围:4.8mm,定位精度:0.2m),并研究了实际工程脱空-裂缝的定量算法。在首次布设光纤传感监测系统的拱桥工程中,国内外首次检测到拱顶区域大面积脱空,并确定了脱空值为2鶫3mm、腔空位置及范围,并实现了对脱空发生发展的跟踪检测。     

分布式光纤传感器监测预应力锚索应力状态的试验研究

对预应力锚索应力分布状态的监测一直是岩土预应力锚固工程中的难题之一，而布里渊光时域反射计（BOTDR）光纤应变传感技术是一项新型光电监测技术，可对光纤及其附着支护表面的轴向应变实现分布式监测，因此研究如何将其应用于岩土工程预应力锚固体系的应力监测具有重要的理论意义与工程价值。分别对1根钢铰线锚索与3根基纶纤维增强复合塑料（AFRP）锚索进行了应力状态监测试验，分布式应变采样点最小间距为5cm。测试结果表明，分布式光纤传感器具有较高的测量精度，光纤传感器与应变计测量结果之间的相对误差小于3．8％。在张拉锚固阶段，1根钢铰线锚索的预应力损失为8．8％，3根AFRP锚索的预应力损失小于6．08％；30d后钢铰线锚索预应力损失为11．1％，AFRP锚索预应力损失小于10．3％。由此可见，将BOTDR分布式光纤传感技术应用于岩土工程预应力锚索的应力分布状态监测具有广阔的前景。     

光纤传感技术在边坡监测中的应用与发展

研究了光纤应变监测技术的设计原理及实用性,介绍了边坡监测中可应用的光纤传感器,分析了光纤传感技术的优缺点,展望了光纤传感技术的应用,提出了光纤传感技术有待解决的不足之处。     

桥梁安全监测中的光纤光栅传感技术浅析

针对传统监测难以满足桥梁安全状态监测的问题,通过将光纤作为信号感知单元,可对桥梁结构的动静态应变进行感知,并对损伤状况进行实时监测和预警。光纤传感技术是近年来发展非常迅速的一种信号测试手段,与传统测试手段相比具有一系列的优势。本文从目前主要使用的光纤光栅(FBG)传感桥梁监测系统入手,从测试原理、测试方法和实现效果等方面进行分析,并对以后的技术发展做出了展望。     

光纤传感技术在岩溶地面塌陷地质灾害监测中的应用

系统介绍了光纤传感技术在岩溶地面塌陷地质灾害监测中的应用,通过在武汉市长江一阶地使用光纤传感技术进行岩溶地下水气压力及土体形变监测,确定光纤传感技术在岩溶地面塌陷地质灾害监测中的可行性.     

分布式光纤传感技术在高面板堆石坝内部变形监测中的应用

面板堆石坝内部变形监测是评价其变形稳定和安全的重要指标，针对传统监测技术在高面板堆石坝内部变形监测方面的不足，提出了一种基于分布式光纤传感技术的高面板堆石坝内部变形监测方法，在200m级高面板堆石坝中开展应用研究。对比研究了3种光纤布设方式（分别安装于45a型工字钢、6分镀锌钢管和保护沙层中）测量水平位移的可行性，3种布设方式实测结果最大平均差值均小于1.0mm，说明3种方式测量一致性较好。结合数值计算和传统水管式沉降计测量结果，基于分布式光纤传感技术的坝体内部变形结果与数值计算结果基本吻合，且沉降监测结果与水管式沉降计测得量值的平均误差小于10mm，表明本技术可以满足高面板堆石坝内部变形监测需要，验证了基于分布式传感光纤技术在坝体内部变形监测应用的合理性和可行性。     

岩梁变形监测的分布式光纤传感技术

在模拟矿山开采引起的岩层运动时，将光纤传感器埋入模型的岩层中，研究采用光纤传感技术监测岩体变形的理论和技术。提出一种基于光时域反射技术的分布式光纤传感系统和一种新的测试方法，设计出新型光纤微弯传感器，该传感器既可以实现微弯，又可以实现宏弯。通过2m相似材料模型实验，验证了光纤测试岩梁变形的可行性。     

BOTDR技术在山体滑坡监测中的应用研究

介绍了山体滑坡的常用监测方法,但这些方法都有其自身的优缺点,在实际应用时难以均衡各方面因素的影响。自从光纤传感技术提出以来便得到了广泛的应用,尤其是分布式光纤传感技术。基于布里渊散射的BOTDR分布式光纤传感技术,具有抗电磁干扰、长距离检测、高灵敏度等优点。由于山体滑坡体具有地形条件复杂、物质组成多样、变形部位不规则、环境因素较多等特点,本文重点探讨了将BOTDR技术应用于山体滑坡监测的方法,并提出了结合TCP/IP协议实现立体远程监测的方法。虽然BOTDR分布式光纤传感技术还有一些关键问题需要解决,但是将它应用在山体滑坡的监测中将有着显著的优势和广阔的应用前景。     

采场覆岩变形与破坏的分布式光纤监测与分析

提出了采用BOTDR分布式光纤传感技术,对煤层采动过程中覆岩变形与破坏的发育规律进行了监测和分析。以淮南矿区某工作面为例,介绍了监测孔的布置方式和传感光缆的安装方法,提出了采用钻孔安装技术将传感光缆植入到煤层顶板覆岩中,根据工作面回采进度,定期采集传感光缆的应变分布,分析了光缆的应变分布特征及其变化规律,得到了应变分布与地层的对应关系,发现应变分布是不均匀的,传感光缆的应变变化与覆岩模量呈反比,揭示了覆岩变形与破坏的发育规律。根据光缆的应变分布特征、传感光缆光损耗较大的点或者断点所处的层位,结合13-1煤覆岩的岩性组合,得到了垮落带和导水裂缝带的发育高度分别为12.5 m和40.0 m。     

智能结构系统用于洞库结构安全监测技术探讨

提出将智能结构思想应用于洞库结构安全监测，在此基础上提出了一种新颖的、利用多模光纤缠绕钢筋式传感阵列网络，对洞库结构内部的应力、应变、变形等状态参数进行监测，并采用人工神经网络实时处理并行分布式传感信号，旨在为洞库结构安全监测提供一种全新的技术和方法。