无线土体变形监测传感器验证

基于Flex传感器进行土体变形监测,建立了室内模型箱试验,测试Flex无线土体变形监测传感器的测量性能.通过边坡模型的加载试验,验证了Flex无线土体变形监测传感系统的实用性,同时证明了Flex无线土体变形监测传感器具有足够的精度.     

边坡柔性传感器验证

使用Flex传感器结合蓝牙无线传输技术来制造边坡土壤沉降传感系统,以监测边坡土壤沉降.在研究中,通过校准测试来解释Flex弯曲传感器的输出信号与弯曲角度变化之间的关系.并通过斜率模型加载试验证明了Flex弯曲传感器具有适当的系统精度和实用性.该研究的主要创新是使用新型传感器结合蓝牙无线传输技术形成监测系统,这被证实能够改善传统土壤沉降检测方法的不足.     

基于FDM与FBG技术的路基小变形监测研究

本研究从铁路路基健康监测出发,基于FDM(Fused Deposition Modeling)与FBG(Fiber Bragg Grating)技术开发了路基小变形监测系统。利用FDM技术和FBG传感技术设计带封装和锚固板的FBG传感器监测模型,标定试验可得荷载与土体位移的关系,结果表明:位移与荷载呈良好的线性关系,相关系数达到0. 99,标试验测得最大位移为0. 25 mm,最小位移为0. 05 mm,传感器灵敏度达到4 nm/mm,最小分辨率达到0. 62μm。通过两种试验工况检验传感器可行性,包括监测路基在静、动载作用下的位移变化,静荷载作用下监测数据表明:波长及位移随时间呈阶梯性增长,试验成功采集路基的最小位移达到0. 004 mm。动荷载监测试验结果表明传感器可以快速反映车辆模型荷载产生的竖向压力。     

基于MEMS技术的基坑变形监测试验研究

在基坑开挖过程中,深部土体的水平位移监测是一项十分重要的工作。微机电系统(Microelectro-mechanical Systems,简称MEMS)的概念于上世纪五十年代就被提出,但直到近期才被应用于岩土工程的监测领域。通过室内模型试验,采用由加拿大Measurand公司开发和生产的基于MEMS技术的阵列式位移传感器(Shape Accel Array,简称SAA),可以准确地得到基坑内部陈列式位移传感器(SAA)上任意一点的水平位移。探讨了基于MEMS的准分布式阵列式位移传感器的基本原理,提出了一种基坑水平位移监测的新方法。     

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.     

基于FBG技术的土体分层沉降仪试验研究

提出了一种测量土体分层沉降的新技术,基于该技术研制的土体分层沉降仪,可以实现对土体分层沉降的实时在线监测。在某人工岛进行现场试验,建立了以沉降仪为基础的自动监测系统。试验研究表明,经过标定装置标定后的沉降仪,可以精确获得土体分层沉降数据,其测量结果与传统测量方法所得沉降变化趋势基本一致。该技术通过计算机实现了监测数据的自动采集,在一定程度上避免了人工读数所造成的人为误差影响,所采集数据精确、稳定、连续,对野外现场监测具有较好的适用性。     

时域反射测试技术在基坑变形监测中的应用

基坑位移的测量工作是工程建设和工后的一项重点工作,见于基坑深部位移监测的复杂性,采用时域反射测试技术在基坑监测方面的应用.通过工程算例的计算结果与监测数据对比表明:时域反射技术能够得到基坑土体深部剪切位移的分布和潜在滑动面的位置,这为工程实践提供了可资用的指导.     

一种新型光纤光栅局部位移计在小应变测量中的应用

小应变下的土体模量的变化对基坑周围既有建筑物的变形和路基沉降分析具有重要意义。土体模量会随土体的应变呈非线性变化,特别是应变范围为10~(-5)~10~(-3),土体模量随应变的增加显著降低。由于土体应变的变化范围广,传统的单一测量仪器无法连续量测土体从微小应变到小应变的模量变化情况。通常测量土体小应变模量的方法有弯曲元和局部位移计方法。弯曲元方法能有效测量土体微小应变的模量,但不能得到土体模量在小应变情况下变化规律,因为弯曲元方法无法得到和控制土体的应变。设计了基于布拉格光纤光栅传感技术的局部位移计。通过设计和标定试验,成功将布拉格光纤光栅局部位移计应用于改装的三轴试验仪器中。为进一步的对比分析,在改进的三轴试验装置中安装了弯曲元试验系统。基于改装的三轴试验仪器,进行了不同围压下的固结不排水试验,得到了土体从微小应变到小应变下模量的变化曲线。试验结果验证了光纤光栅局部位移计能有效的测量土体在小应变情况下的模量非线性变化特征。     

基于分布式光纤传感技术的二维变形监测试验研究

科学合理的岩土体变形监测是岩土工程稳定性和安全性评价的重要指标，充分发挥分布式传感光纤测量技术特点，基于特殊设计的光纤变形试验装置，提出了一种基于分布式光纤传感技术的二维变形监测方法，开展了5类水平位移与沉降调节工况的传感光纤室内二维变形试验与2组堆石坝工程内部变形实测数据的模拟验证。研究结果表明5类试验工况下40组试验测得其水平位移和沉降绝对误差均小于1mm，该二维变形监测方法的变形监测性能优越。基于200m级坝高堆石坝实测水平位移、沉降数据开展的室内模拟试验，试验结果在曲线形式及量值上均与实测结果吻合度均较高，406 m长的测量断面以测点间距为3.3 m的准分布式监测，测点沉降测量误差为cm级，水平位移测量误差mm级；说明基于分布式传感光纤技术的二维变形监测方法，可满足岩土体变形监测需要，具备良好的应用前景。     

基于光纤光栅传感的测斜自动化室内试验研究

介绍了将光纤光栅传感器技术用于测斜自动化监测的室内设计方法,根据光纤布拉格光栅波长变化与应变之间的线性关系求得各测点的应变,并通过多项式拟合和积分,由测点应变计算出各测点的位移,最后指出室内试验结果验证了该新型原位测斜仪和分析方法的有效性,研究结果可为深层土体侧向变形监测提出新的可靠途径。