岩梁小变形的光纤光栅检测方法研究

岩石变形过程复杂,且受环境因素的影响,而影响其破坏的初期损伤状态是关键。光纤光栅技术近几年发展迅速,在单点的基础上发展起来的多点光纤光栅传感技术,可以将光栅点构成阵列式布置。鉴于此,本文首次将多点光纤光栅传感技术用于岩石变形过程的检测中,将多个光栅点阵列布置于相似模型的岩层中,通过实验研究了岩石变形与光栅点波长变化的初步关系。这一研究对检测岩石小变形及监测岩土工程的安全性具有重要意义。     

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。     

相似模拟实验中光纤光栅传感检测研究

为探索相似模拟实验新的检测方法,研究了光纤光栅传感技术在相似模拟实验中的应用.采用在模型中埋设光纤光栅传感器的方法,检测采动过程中上覆岩层的应力变化.实验选用1.2m×0.12m平面应力模型,光纤光栅传感器选用无封装裸露光栅,分布有五个光栅点.为作对比分析,两光栅附近埋设压力传感器.结果可知,岩层应力变化可使光栅发生波长漂移,其变化趋势与压力传感器测试结果相一致,可以反映应力的变化规律.光纤光栅传感技术可以被应用于相似模拟实验中的应力检测,这对于提高相似模拟实验的检测手段具有重要的意义.     

光纤传感技术在边坡模型试验中的应用

 关于边坡模型的坡体变形监测较为困难,将光纤传感技术应用于边坡模型试验尝试解决这一问题。构建边坡模型进行人工降雨试验,采用光纤布里渊散射光时域反射测量技术(BOTDR)监测坡体变形和光纤光栅(FBG)传感技术监测坡面变形。将BOTDR光纤分层埋入坡体不同位置,以边坡后缘模型箱为固定的参照点,监测坡体内不同位置的应变变化;将光纤光栅传感器铺设在坡面的不同位置,以坡面后缘为固定参照点,监测坡面各位置处位移变化。根据降雨前、降雨过程中及降雨后变形记录资料,得到边坡在降雨作用下的变形规律：在降雨初始一段时间内,边坡并没有明显变形,随着降雨时间的发展,坡体和坡面位移会出现突发性的大幅度增长,并且距坡面较近的土体产生较大的变形,坡体底部变形较小。总体规律是随着坡体深度的增大,坡体变形受降雨入渗的影响越来越不明显,这解释了降雨诱发的均质土坡破坏容易出现在浅层的原因。在坡面上,后缘产生较大位移,而坡体前端位移较小。降雨停止后,部分变形值会变小。试验结果表明,用光纤BOTDR和FBG传感技术监测有众多的优点,且光纤传感技术在岩土模型试验中具有良好的应用价值和前景。     

岩石变形光栅检测的表面粘贴法及应变传递分析

研究了岩石变形过程光纤光栅传感检测的关键技术及理论,提出了单轴压缩实验中的表面粘贴法。建立了表面粘贴法的应变传递模型,推导并求得了应变传递系数,以此为理论基础进行了MTS的对比实验,测试方向分别沿试件的轴向及环向。结果表明,经应变传递系数换算后,光纤光栅轴向应变与MTS测试结果相一致,相对误差率仅为2.8%;环向测试优于MTS的环向应变计,两种方法的测试结果均优于同位置粘贴的应变片。验证了应变传递模型的正确性,并表明光纤光栅表面粘贴法可以用于岩石的单轴压缩实验中,且与传统测试方法相比具有无可比拟的优越性。这对于提高岩石变形检测水平,实现工程实践中长期有效的在线监测具有重要意义。     

人防工程环境温度光纤光栅监测系统设计

针对人防工程服役期间环境温度实时监测的重要性,结合光纤光栅传感技术,提出了基于光纤光栅传感技术的人防工程环境温度监测系统的设计方案,利用波分复用技术实现了多点测温复用同一根传输光纤,简化温控传感网络系统并应用到某实际工程,以供参考。     

光纤光栅传感系统在PHC管桩成型过程中的测试研究

光纤光栅传感系统在各类工程中应用越来越广泛。针对目前光纤光栅传感系统在PHC管桩中应用的局限性,通过在PHC管桩生产过程中,埋设光纤光栅传感器和光纤导线,进行主要生产环节的传感器成活率测试。验证了在PHC管桩免蒸压技术生产工艺下,光纤光栅传感系统植入PHC管桩是可行的。方便了光纤光栅传感系统在PHC管桩中的应用,并提高了测试精度。首次提出在PHC管桩桩身内植入光纤光栅传感系统的测试方法,给出了管桩接桩时的光纤光栅传感系统穿线管预埋及桩顶端侧面穿线孔预留的方法,既保护了光纤光栅传感系统,又不对接桩造成影响,保证了接桩质量。     

光纤光栅传感技术在土木工程中的应用现状

在光纤传感领域,光纤光栅传感技术是十多年来发展最为迅速的技术之一,传感系统本身和应用领域均有了很大发展。国内近年来光纤光栅传感技术也被引入到土木工程领域,并且在科研和应用方面取得了一定的进步,文中首先介绍了光纤光栅传感原理,主要是回顾了光纤光栅传感器在土木工程中的应用,提出了光纤光栅传感技术以后应该解决的问题。     

光纤传感技术在隧道工程中的应用与展望

根据应用对象的不同,从应变传感和温度传感两个角度出发,主要介绍了隧道工程中分布式光纤传感技术和光纤光栅传感技术(FBG)在隧道管片收敛变形、隧道结构纵向沉降或隆起、周边土体位移、围岩变形及稳定性、隧道火灾报警等方面的应用,对具体应用中的光纤布设工艺作了简要介绍。同时讨论光纤传感技术在应用中存在的问题,并展望了该技术在隧道工程上的应用前景。     

光纤智能传感器在GFRP筋混凝土柱受压试验中的应用

基于光纤光栅传感技术足一利嘶型的传感技术,本文采用光纤光栅应变传感器埘GFRP筋混凝土柱的受压过程进行监测,并且将传感器监测到的数据与电阻也变片监测的结果进行对比,试验结果表明：光纤光栅应变传感器测得的结果更精凇,史能反映小？昆凝土受压柱的破坏过程。     

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.     

光纤光栅周界报警系统在工程中的安装应用范例

1概述 20世纪90年代,发达国家已率先将光纤的传输与传感技术应用到周界防范入侵报警领域中,如英国、美国、以色列等。随着近十年来光纤技术的不断探索与研制,以光纤感知为探测手段的光纤探测报警系统已经逐步成熟与稳定,而光纤光栅周界报警系统以报警检测精度高、传感方式独特成为小范围高级别周界防范首选理想方案,尤其是光纤光栅周界防范系统对各种周界构造物的通用性,更加成为其在众多光纤周界防范系统中的佼佼者。     

光纤布拉格光栅传感复用模式发展方向

系统分析讨论光纤布拉格光栅传感复用模式,通过研究波分复用、时分复用及空分复用模式的发展历史和现状,抽象出典型结构.建立数学模型,并总结出工程应用概况;通过分析波分复用、时分复用及空分复用模式的技术瓶颈,找出复用模式的改进方式,即3种经典复用模式的联合复用和复用结构系统的改进.最后,通过总结光纤光栅传感复用模式的发展.构建复用设计的体系结构.提出基于光纤布拉格光栅传感器实时数据提取的数字设计工程将是数字制造的个重大科学前沿,提出光纤光栅传感复用模式的发展方向,即实现分布式传感系统、构建大规模传感网络和建立统一机理模型.     

基于长标距FBG传感器的混凝土梁监测技术研究

为了在桥梁健康监测中准确获取结构变形,对基于长标距光纤光栅(FBG)传感器的变形监测技术进行了研究。以一简支混凝土梁为研究对象进行试验验证,结果表明长标距FBG传感技术能够准确获得结构变形。     

隧道锚杆轴力光纤光栅量测技术研究

依托光纤传感技术作为信息传输载体,将光纤光栅测试技术应用于隧道锚杆轴力的量测当中,研究并总结出裸光纤光栅封装方法、光纤光栅用于隧道锚杆轴力的方法、温度补偿方法、测管埋设方法等关键技术。由测试结果可知,将光纤光栅技术运用隧道锚杆轴力的量测,测试结果可靠,具有一定的代表性。     

光纤光栅传感器在建筑结构加固检测中的应用研究

针对结构加固检测的问题 ,提出了采用光纤光栅传感技术进行结构加固过程中应变监测的新方案 ,分析了光纤光栅传感器的传感原理 ,研制出相应的实验系统 ,并通过对 15 0mm× 15 0mm× 12 0 0mm包钢加固混凝土柱进行加载破坏性试验 ,与常规的电检测技术进行了对比实验。实验结果表明 :光纤光栅传感器比电检测系统具有更高量级的精度 ,能绝对数值测量 ,抗干扰能力强 ,结构简单 ,长期稳定性高 ,很好地实现对建筑结构的实时、在线监测。该技术在土木工程界具有广泛的应用前景。     

光纤光栅位移计组在围岩变形连续监测中的应用研究

针对多点变位计和滑动测微计在监测地下洞室围岩变形方面存在轴向位移分布连续性不足和无法实现自动化的问题,提出了将光纤光栅位移传感器通过组装成串应用在围岩变形连续监测的方法。该方法可准确得到仪器埋设沿线任一测点的监测量,由于光纤光栅位移计组具有精度高的特性,测得的围岩位移变化与洞室扩挖施工关系密切,与多点变位计监测结果总体变形规律基本一致,但光纤光栅位移计组能够监测到整个大尺度的监测线中任意间距的轴向位移分布,取得的成果信息量更大更为直观。作为对光纤光栅位移计在岩土工程变形监测中的应用探索,具有一定借鉴意义。     

FBG分布式沉降管在盾构隧道沉降监测中的应用

介绍了一种利用光纤光栅传感技术(FBG)监测地铁盾构隧道沉降的新方法:通过在铝合金测斜管表面特定位置粘贴光纤光栅形成FBG分布式沉降管,并将该种沉降管连续安装在地铁盾构隧道管片的内表面,可以实现对地铁盾构隧道实时分布式远程沉降监测;提出了温度自补偿算法等数据处理方法,解决了分布式沉降数据的处理问题。该技术已在某地铁隧道沉降监测项目得到应用,成功揭示了隧道周围基坑开挖过程中卸荷和降水对地铁盾构隧道竖向变形的影响规律。     

分布式光纤感温火灾探测报警系统应用研究

随着光纤光栅感温火灾探测技术的发展,出现了分布式光纤传感技术。文章阐述了分布式光纤传感技术的基本理论和实际应用,从应用角度分析分布式光纤传感技术,以及在火灾探测报警系统中的应用特性。     

采场覆岩变形的分布式光纤检测试验研究

为了解决采场模型试验中岩体内部变形状态难以测试、岩层运动过程难以描述的问题,利用BOTDA分布式光纤传感技术研究了岩层变形及垮落过程的分布式光纤检测与表征。在实验室建立3 000 mm×200 mm×1 280mm(长×宽×高)的采场覆岩模型,将3条水平传感光纤和3条垂直传感光纤预埋于模型内部,利用光纤测试模型开挖过程中的覆岩变形状态,并将其与光纤Bragg光栅、百分表和全站仪的测试结果进行对比。试验表明,岩层垮落移动与分布式光纤测试结果呈明显的对应关系,应变曲线揭示了各回采阶段时的上覆岩层变形状态,分别表征了岩层破断线发育状态、垮落角变化大小、岩层内部应力演化及岩层垮落从下向上的发展过程;测试结果对比显示该方法在模型试验中具有较好的适用性,能精确反映上覆岩层的变形特征。