分布式光纖傳感在鋪裝裂縫監(jiān)測中的應用研究.pdf

1、裂縫是工程結(jié)構(gòu)的常見病害，也是一種后果嚴重的病害。裂縫在道路工程中的危害也十分的嚴重，在鋼橋面鋪裝中裂縫的病害表現(xiàn)的尤為突出。國內(nèi)外的研究人員都著重于鋪裝材料、裂縫處置等的研究。本文基于國家自然科學基金“基于分布式光纖傳感器的鋼橋面鋪裝裂縫擴展模型研究”(基金編號：50658001)項目，以鋪裝裂縫監(jiān)測為研究對象，以分布式光纖傳感為技術(shù)手段，分析對比主要分布式光纖傳感技術(shù)的特點，選擇BOTDA作為技術(shù)手段，研究了BOTDA的應變、溫度傳

2、感性能，提出了監(jiān)測裂縫寬度的方法，并應用于現(xiàn)場試驗驗證。 基于對光纖損耗與分布式光纖傳感關(guān)系的分析，對比FBG、BOTDR、OTDR、BOTDA分布式光纖傳感的特點；結(jié)合鋼橋鋪裝裂縫病害的特點，選擇BOTDA作為鋪裝裂縫監(jiān)測技術(shù)，并確定了光纖的埋設方式。 進行了傳感光纖的材料性質(zhì)試驗，如抗拉強度、斷裂延伸率。根據(jù)光纖傳感技術(shù)特點，確定光纖模式、光纖連接方式等，并進行光纖傳感應用。進行了BOTDA光纖傳感系統(tǒng)的應變、溫度傳

3、感試驗，得到了所用光纖的應變和溫度一布里淵頻移系數(shù)，結(jié)果是線性的。本文首次將光纖粘貼于環(huán)氧瀝青混凝土表面，得到溫度-布里淵頻移系數(shù)為2.33～2.43MHz/℃。 進行了傳感光纖的溫度、壓力耐受試驗，光纖滿足路面使用要求；研究了空間分辨率、空間采樣間隔的影響，得到了裂縫寬度與布里淵頻率漂移的對應關(guān)系，得出緊套光纖的裂縫感知精度為0.1mm，裸光纖的裂縫感知精度為0.03mm。最后，進行光纖裂縫埋設的現(xiàn)場試驗驗證，測得路面的溫度變