土壩形變監(jiān)測(cè)中光纖傳感裝置的應(yīng)用研究.pdf

1、我國(guó)堤壩眾多，由于土堤壩擁有施工簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜并且能適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)條件等優(yōu)點(diǎn)，已成為壩工界的主導(dǎo)壩型。然而，這些土堤壩因修建基礎(chǔ)較差，當(dāng)洪水沖刷來(lái)臨時(shí)，易發(fā)生形變甚至坍塌險(xiǎn)情。如險(xiǎn)情發(fā)現(xiàn)較遲而導(dǎo)致?lián)岆U(xiǎn)料物投入不及時(shí)，則會(huì)使險(xiǎn)情惡化帶來(lái)嚴(yán)重后果。因此，對(duì)堤壩安全的監(jiān)測(cè)和預(yù)警顯得尤為重要。論文針對(duì)基于分布式光纖傳感的形變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，光纖傳感器應(yīng)用時(shí)的強(qiáng)度問(wèn)題，研究光纖和傳感光纜的受力，探討傳感光纜所受載荷與實(shí)際工程物理量之間的關(guān)系，旨在為傳

2、感光纜的工程應(yīng)用提供幫助。本文主要涉及如下工作:
　　1.綜合國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究文獻(xiàn)，分析了土堤壩實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的背景和采用分布式光纖傳感技術(shù)進(jìn)行土堤壩形變實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的可行性;在研究光纖傳感器受力研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，初步探討了分布式光纖傳感技術(shù)應(yīng)用中光纖、光纜和支撐結(jié)構(gòu)與土體之間的相互作用。
　　2.針對(duì)分布式光纖傳感系統(tǒng)中傳感光纜的受力問(wèn)題，選取特殊工藝加工過(guò)的扁光纜為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了傳感光纜橫向加載裝置;運(yùn)用ANSYS9.0軟件進(jìn)行有

3、限元分析了光纜的受力變形情況，得出光纜應(yīng)變與所受橫向載荷關(guān)系。
　　3.自行研制了分布式光纖形變探測(cè)管，設(shè)計(jì)了探測(cè)管的具體尺寸及選材;根據(jù)具體工程要求，對(duì)結(jié)構(gòu)附件進(jìn)行了設(shè)計(jì);運(yùn)用ANSYS9.0軟件，校核了分布式光纖形變探測(cè)管強(qiáng)度和剛度。
　　4.理論上分析了分布式光纖形變探測(cè)管內(nèi)傳感光纖的受力，推導(dǎo)出管體傾斜深度與光纖應(yīng)變的關(guān)系式;以某型號(hào)的單模緊套光纖為例，采用瑞士Omnisens公司的DiTeSt-STA202分析儀測(cè)