基于光纤光栅技术的边坡测斜装置的改装与应用

将光纤布拉格光栅传感技术应用于边坡监测中,通过对现有传感器和测斜装置的改装,设计了一种新的边坡测斜装置,并将该项成果用于龙永高速公路某边坡的现场稳定性监测中,简述了光纤布拉格光栅传感技术现场应用时的元件安装、数据采集及分析等工作,证实了该改装方案的可行性。     

光纤传感技术在边坡稳定监测中的应用与发展

介绍了光纤传感技术的研究和应用现状,对边坡监测中可应用的光纤传感器进行了分析研究,并对各种光纤应变监测技术进行了比较,指出了光纤传感技术必将成为工程监测的首选.     

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。     

基于光纤监测的边坡应变场可视化系统研究

近年来分布式光纤传感技术已成为土工测试领域的一股新生力量,在岩土体尤其是边坡的变形监测中发挥了日益重要的作用。基于该技术构建的边坡智能监测系统能捕捉坡表和坡体内部应变场的时空分布特征。由于光纤监测可获取海量数据,如何对其进行高效的提取、处理和挖掘是该技术应用中的瓶颈。基于MATLAB开发的边坡应变场可视化系统通过用户界面实现了对海量光纤监测数据的识别、去噪、预测分析和可视化展示,并具有边坡稳定状态诊断及预警的功能。在一组室内边坡模型试验中,采用该系统成功实现了边坡应变场监测数据的可视化,并对边坡稳定性相关的预警阈值进行了回归分析,体现了其处理数据方便、快捷、高效、直观等特点。该系统未来将在现场边坡的监测和滑坡预警预报中发挥重要的作用。     

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。     

光纤传感技术在岩土力学与工程中的应用研究

 概括了岩土力学参数测试与工程监测技术的特点和存在的主要困难。讨论了光纤传感技术在岩土工程测试中应用的优越性。从光纤低衰减的光传导原理出发, 分析光波导的可调制性及光纤传感器的可能类型。介绍了目前在岩土力学研究与工程监测中应用光纤传感技术取得的若干成果, 并指出光纤传感技术的可能发展。     

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。     

基于光纤传感技术的渗流监测室内模型试验研究

基于分布式光纤的传感机理,分析了采用分布式光纤的温度传感系统监测水利工程渗流的可行性,设计室内模型试验,分析了试验过程中土石坝模型的温度变化与水头和光纤加热时间的关系,得出了加热时间—温度变化、水头变化—温度变化的关系,为光纤传感技术在实际工程中的应用提供了技术支持。     

光纤传感监测技术在工程地质领域中的应用研究进展

近年来,随着越来越多工程建设的开展以及城市地质灾害问题的出现,在工程地质中进行长期有效的结构稳定性监测显得十分重要。光纤传感作为一种新型监测技术,具有高精度、远程实时、长距离、耐久性长及抗电磁干扰等优点,能够弥补传统监测技术工程监测中的不足,应用广泛。本文通过总结前人相关研究工作,概括出光纤传感监测技术在隧道结构健康监测、地面变形监测、基坑监测和边坡监测中的应用现状,并得出几点结论和思考:(1)光纤传感监测技术符合工程地质学的发展战略;(2)光纤监测应该要与多学科进行有机、深度地结合;(3)分布式(准分布式)光纤监测技术在工程地质监测中的应用前景广泛。     

光纤传感技术在岩土与地质工程中的应用研究进展

首先分析了光纤传感技术的特点,介绍了光纤传感技术的市场发展趋势;其次,从岩土与地质工程应用的角度分别阐述了光纤传感技术在光纤传感系统的优化及光纤传感器的研制、光纤传感器标定、光纤传感器安装工艺、监测数据处理4个方面的研究进展,讨论了光纤传感技术在工程应用中存在的关键技术问题;最后,结合研究进展及应用中的关键技术问题,对光纤传感技术的发展进行了展望,指出了仍需研究的相关课题。结果表明:光纤传感技术在岩土与地质工程应用领域具有广阔的前景和技术优势。     

光纤光栅测试技术在某高速公路扩建中的应用

将光纤光栅测试技术与成熟的测斜技术相结合用于边坡稳定监测实体工程中,研究并总结出裸光纤光栅封装方法、光纤光栅用于边坡体内部测岩土体变形的方法、温度补偿方法、测管埋设方法等关键技术,可为以后的应用提供经验。     

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。     

降雨入渗对含软弱夹层顺层岩质边坡性状影响的模型试验研究

 为揭示降雨入渗对于含软弱夹层顺层边坡性状的影响,结合室内叠加喷洒降雨技术和光纤光栅监测技术,开展大型地质力学模型试验,分别针对不同岩层倾角、有无支护结构的顺层边坡,探讨降雨工况下坡体内部关键位置处的物理量发展模式和变化特征。结果表明,在相同降雨条件下,对于含软弱夹层的顺层边坡,无支护时的位移发展模式具有陡变性、牵引性的特点,而有支护时的位移发展模式具有渐进性、推动性的特点;降雨导致边坡层间错动的现象受岩层倾角影响较大,当倾角达到35°时层间错动将较为明显,应充分重视深部位移和含水率的监测。无支护顺层边坡的软弱夹层泥化贯通位置主要位于坡体前部,有支护顺层边坡的泥化位置则位于坡体后部,可据此确定不同形式边坡的重点监控位置。随降雨入渗时间的持续,支护结构对于坡体的抗滑力从由锚杆受剪提供转向由框架受压带动锚杆受拉提供。试验结果可为类似边坡工程的加固设计和防灾监控提供参考。     

基于分布式光纤应变感测的边坡模型试验研究

 光纤传感是近年来发展起来的一种分布式监测技术,这种方法在边坡工程监测领域有着巨大的潜力和应用价值。提出一种通过监测坡体应变分布来实现边坡稳定性评估的新方法,通过一组边坡模型试验,采用布里渊光时域分析(BOTDA)技术,对坡顶加载过程中边坡模型不同深度处的水平向应变进行连续监测。试验结果表明：经过热缩管封装的直埋式紧套光纤适用于边坡应变分布的监测;铺设传感光纤时,在关键位置预留自由段可达到温度补偿和精确定位的双重效果;边坡滑裂面的位置可以通过对分布式应变监测数据的分析大致推算出来。通过分析试验中受荷边坡变形和稳定性状态的演化过程,证明最大水平向平均应变值和边坡安全系数具有一定的经验关系。该研究成果为边坡稳定性评估和滑坡预警提供一种新的思路和方法。     

某露天矿高陡边坡危险区域等级划分研究

近年来露天矿边坡引起的岩土工程风险问题越来越严重.基于对露天矿边坡灾变机理的研究,通过分析工程地质环境和现场勘察资料,选取坡度、高程、地质岩性、地下水位、地质构造为评价因子,结合层次分析法,利用地理信息系统(GIS)对露天矿边坡的地质灾害进行危险性等级划分.通过危险等级区划图,确定出边坡不稳定区域面积占总面积的31%,需特别注意,应采取加固监测措施,避免灾害发生.     

江西风电边坡防护设计以及稳定性模拟分析

为解决现有的边坡稳定性分析方法计算效率低、误差大等问题,设计了一种新型光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器。在考虑温度补偿的情况下,该传感器采集边坡内部位移变化,并采用中心差分法(Central Difference Method,CDM)作为将测得的应变转换为周围土体水平位移的优化算法,该算法的优点在于计算误差较小,一旦监测工作准备就绪,根据目标函数的最大位移增量,在优化模型中由监测位移确定潜在的边坡滑动面。最后,采用毕肖普法进行积分处理,估算边坡安全系数。在同样的滑动面荷载情况下,相比于积分法的安全系数具有较小的下降梯度。通过模拟实验,验证了该分析方法和光纤光栅监测技术的可行性和可靠性。