公路软基智能信息化监测系统的开发

本文主要介绍高等级公路软基光纤现场筛测系统与远程监测系统的开发与应用,该监测系统可以实时、在线、远程的读取施工现场检测数据,经过计算得到包括路基沉降、水压力以及温度等在内的各种监控参数,将检测数据及监控参数以用户图形界面的方式显示给各监理单位和监控单位。通过该监测系统可以远距离实现实时分析采集的监测数据,及时指导现场施工,从而实现软基施工及工后沉降的远程在线监测。     

光纤光栅（FBG）传感技术在变电站地基沉降实时监测中的应用

介绍了利用光纤 Bragg 光栅（FBG）传感技术的抗干扰、电绝缘、高精度和使用寿命长等物理特性，面向变电站地基沉降研发建立集传感与传输于一体的全光纤非电量传感网络及智能信息实时监测系统，能及时准确掌握变电站地基沉降或上升趋势异常时进行诊断和预警，并即时让变电站值班人员采取相应的安全措施，避免事故发生，该系统并能保存每个监测点的地基沉降值及历史预警和报警值，形成历史测量曲线，为地基沉降处理措施提供科学精准的数据和综合分析。     

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。     

BOTDR检测钢筋混凝土梁分布式应变的试验研究

为了验证基于布里渊光时域反射计(简称BOTDR)的光纤传感技术应用于桥梁健康监测的可行性,本文在钢筋混凝土简支梁的钢筋和混凝土表面布置了分布式光纤传感系统,对各级荷载作用下构件混凝土和钢筋的应变分布进行了在线监测。试验结果表明,BOTDR光纤传感技术能够准确监测试验梁的应变,并可识别梁的结构性破坏,可以应用于桥梁的健康监测。     

光纤测试与监测技术在隧道中的应用

光纤传感技术在隧道测试和监测中有巨大的应用空间和良好的应用前景。光纤传感技术可以高效安全的对隧道施工过程进行监测,实时反馈隧道结构的受力情况并及时提出预警,其组合开发成火灾报警系统可极大的提高隧道的运营安全,光纤传感器应用于隧道健康监测可对隧道衬砌结构进行全寿命的实时监测。光纤测试与监测技术应用于隧道是十分可行和有效的。     

浅谈光纤传感器对土木工程和建设的应用

以往在土木工程和建筑方面受力毁坏的工程因为无法得到精确的力学数据而得不到进一步的研究,本文简单介绍光纤传感技术的发展史,由此引入光纤传感技术对土建带来的深远影响。现如今随着社会科学技术的发展,光纤传感技术得到了很好的发展,可以利用通过很好地利用光纤传感技术对道路桥梁和建筑工程进行实时监测,对理论分析有着重要意义。     

基于光纤光栅传感技术的边坡实时在线监测研究

光纤光栅传感技术在边坡变形监测中的应用发展迅速。针对宁波市象山县一公路高边坡的实时在线安全监测项目,利用测斜管原理,制备了一套光纤Bragg光栅测斜装置,同时采用有限元局部强度折减法对边坡进行了稳定性分析,获取了边坡的临界位移场,并构建了边坡实时在线监测的网络骨架,初步实现了对高边坡的实时监测及早期预警。     

FBG监测仪在机场高填方分层沉降监测中的应用

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,在吸收利用传统填筑土分层沉降监测方法优点的基础上,引入了当前较为先进的光纤光栅传感技术,开发出一种全新的分层沉降监测仪器,利用其抗腐蚀性能好、传输距离远、测量精度高、抗电磁干扰以及能够实现实时监测等优点,实现高精度、高稳定性的实时监测与及时预警。结合工程实例介绍了分层沉降监测仪在高填方土施工中的应用。     

光纤传感技术在房屋监测中的应用探索

为探索光纤传感技术在房屋监测中的应用效果,同时采用光纤传感技术和传统人工测量技术两种方式,对房屋的相对沉降、倾斜和裂缝发展三方面信息进行了监测,并对两种测量方式的结果进行了对比分析,结果表明光纤传感技术与传统人工技术测量结果基本接近。     

边坡工程分布式光纤监测技术研究

 通过对边坡及其加固工程进行实时、在线监测,可掌握边坡的变形动态,对滑坡进行预警。分布式光纤传感技术与常规监测方法相比具有很大的优越性,如分布式、长距离、实时性和长期稳定性等,可满足加固工程安全监测和滑坡早期预警的要求。对布里渊光时域反射技术(BOTDR)的测量原理和优点进行介绍,设计一套基于BOTDR的新型分布式边坡监测系统,详细阐述工程应用中传感光纤的布设方法、光纤保护和温度补偿技术等。通过将传感光纤按一定的方式布设在加固工程及坡体内,并相互连接构成基于BOTDR的边坡分布式光纤监测系统,进而实现对整个边坡的远程分布式监测。以实际工程为例,对边坡分布式变形监测结果进行分析。结果表明,基于BOTDR技术的边坡分布式光纤监测系统能够准确地反映边坡及加固工程的变形情况,具有显著的优越性,可用于边坡稳定性的监测和预报。     

Detecting deformations in uncompacted strata by fiber Bragg grating sensors incorporated into GFRP

Coalfields based in east China, such as Huaibei, Datun, Xuzhou, Yanzhou, Yongxia and Huainan, have suffered paroxysmal shaft lining fracture and repeated deformation after repair in the last three decades. This phenomenon has required the development of fractured shaft lining repairing technology and a method for detecting rock strata settlement. It is proposed in this paper that, with the method of fiber Bragg grating sensor incorporated into GFRP, a sensing network of fiber Bragg grating wavelength division multiplexing (WDM)/spatial division multiplexing (SDM) mixing array composed of 18 fiber gratings is formed, and it is used for monitoring the settlement of uncompacted hydrous strata. It is the first time that the fiber Bragg grating sensing system is embedded into the 180-m deep uncompacted strata, and the field experiments are conducted at No. 3 Jingning Coal Mine. The layout of optical sensors, the fiber Bragg grating detecting system, the drilling of the borehole and the embedding method of fiber Bragg grating sensors are introduced. The monitoring results of fiber Bragg grating sensors are compared with groundwater level monitoring results. Engineering practice shows that the fiber Bragg grating sensors are working normally and they can be used to detect strain safely and stably.     

Experimental study of a 3D printed geogrid embedded with FBG sensor for reinforcement of subgrade with underlying cave

Road construction in karst areas is a challenging task. Combining the advantages of geosynthetics and fiber Bragg grating (FBG), this paper creatively presents a new type of FBG-3D printed geogrid, which allows reinforcement and accurate deformation monitoring. A series of model tests were carried out to investigate the mechanical and deformation characteristics of the subgrade with underlying karst cave reinforced by FBG-3D printed geogrid. The experimental results indicated that the fully coordinated deformation between FBG sensor and geogrid was successfully achieved by 3D printing technology, and the relationship between fiber wavelength and strain was obtained. The existence of cave had an adverse effect on the subgrade, but the FBG-3D printed geogrids effectively improved the bearing capacity and footing settlement, and the reinforcement effect increased with the decrease of geogrid spacing. In the cyclic loading experiments, the earth pressure inside the subgrade reinforced by geogrid changed as a half-sine wave in each cycle. The FBG sensors accurately measured the strain change inside the subgrade, and the data showed that the deformation of measuring point above the cave model was the largest. The research conclusions provide important basic data for the construction and monitoring of highway and geotechnical engineering projects.     

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。     

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。     

光纤渗压传感器与公路软基监控试验研究

研制出新型的光纤Bragg光栅岩土工程监测仪器--光纤渗压传感器,并将其应用于高速公路软土地基中进行孔隙水压力监测,以检验研发成果。在试验过程中还解决了光纤渗压传感器量测系统、现场埋设以及数据采集等方面的问题。通过对采集的数据进行处理,对软基处理效果进行了分析,并与实际情况进行了对比检验仪器是否反映真实情况,同时利用与常规仪器数据进行对比分析,对传感器进行了综合评价。结果表明该传感器不仅可以达到常规仪器的监测效果,而且克服了常规仪器的一些缺点,仪器开发是较为成功的。     

A modified soil water content measurement technique using actively heated fiber optic sensor

Soil water content measurement is critical in practical engineering.The actively heated fiber Bragg grating optic sensor(FBGS) has great potential of multi-point measurement for soil water content measurement in field.In this study,the effect of heating time on the measurement accuracy is discussed,and modifications are made for actively heated fiber optic(AHFO) sensors.The results demonstrate that if an integration data analysis method is used,the accuracy and reliability of soil water content measurement with AHFO sensors will be improved.Both a short fiber length and a short-term heating pattern are effective and can help to reduce soil disturbance.With the proposed integration method,a short heating time is guaranteed for measuring the soil water content.Such improvements will reduce the thermal disturbance to soil sample and improve the reliability of measurement.     

光纤Bragg光栅传感技术在隧道监测中的应用

在阐述光纤Bragg光栅（FBG）传感技术的工作原理和优点的基础上,以昆明白泥井3#隧道为实例,提出FBG传感器在隧道内的铺设方案及温度补偿技术。经过对隧道断面的24h连续监测,讨论隧道内最大温差对Bragg反射中心波长变化的影响,并对隧道每一监测断面上温度传感系统所取得的Bragg波长值进行可靠性的估计,验证FBG监测系统的可靠性。对隧道进行8个月的定期监测,并对隧道断面的应变变化情况进行分析,分析结果表明：干湿季节交替是导致测点应变波动的重要因素,而雨季是致使测点应变变化增大的主要原因。目前隧道二次衬砌结构稳定;同时,研究结果表明,FBG可准确地测出隧道的应变分布,将其应用于隧道变形监测中是可行和有效的。     

基于光纤传感的边坡工程监测技术

传统的边坡监测技术存在着精度低、耐久性差、难以实现集成等缺陷。针对边坡工程特点,探讨了光纤光栅、布里渊光时域分析和低相干干涉等光纤传感技术在现场监测的应用。根据不同的工程需要,结合这三种技术建立边坡监测系统,可用于对边坡位移和边坡支护结构的应力、应变进行自动化监测。在详细论述了光纤传感技术的基本原理、适用场合和系统架构的基础上,以香港一个公路边坡加固工程为例,简述了光纤传感技术现场应用时的仪器安装、数据采集与分析等工作。     

碎石桩复合软土路基现场沉降监测与数值模拟

通过对碎石桩复合软土路基进行现场沉降监测试验,得到其竖向沉降规律。基于D-P模型,应用FLAC3D岩土工程数值分析软件对加固后的碎石桩复合软土路基竖向沉降进行数值模拟,并对数值模拟沉降值和现场监测沉降值进行对比分析,发现二者较为吻合,此数值模拟方法可应用到碎石桩复合软土路基沉降计算及预测中。