基于光纖光柵的分布式測斜技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、邊坡工程常見于山區(qū)的公路和鐵路交通沿線，隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，邊坡的數(shù)量越來越多，在地質(zhì)條件惡劣的區(qū)域，時(shí)常發(fā)生的邊坡失穩(wěn)滑坡事故嚴(yán)重威脅著交通設(shè)施和人們?nèi)罕姷陌踩吰聦?shí)施變形監(jiān)測，掌握其變形狀態(tài)及走勢，可對其穩(wěn)定性開展評判和預(yù)測，對地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)警意義顯著。傳統(tǒng)的邊坡監(jiān)測技術(shù)往往采用電磁類的傳感裝置和儀器，儀器信號極易受到電磁干擾的影響，而且不利于開展實(shí)時(shí)監(jiān)測。光纖光柵是一種新興的傳感元件，基于光纖光柵的傳感器具有傳統(tǒng)傳感

2、器無法比擬的優(yōu)勢:采用光信號傳輸，傳輸距離遠(yuǎn)，不受自然界電磁干擾影響;可串接復(fù)用進(jìn)行分布式測量，易于組網(wǎng);可遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線監(jiān)測;穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)。這些優(yōu)點(diǎn)決定其非常適用于惡劣環(huán)境的邊坡工程的實(shí)時(shí)監(jiān)測。
　　本文主要研究了一種基于光纖光柵原理的邊坡測斜技術(shù)，主要包括三方面:
　　(1)在現(xiàn)有光纖光柵測斜技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了一種新型分布式測斜方法，介紹了該方法的基本測量原理，給出了水平變形位移的計(jì)算公式。與現(xiàn)有的測量與計(jì)算方法

3、相比，該測量方法和位移計(jì)算算法更為準(zhǔn)確。
　　(2)根據(jù)所提出的測斜方法的測量要求，研究了一種具有增敏結(jié)構(gòu)的光纖光柵傾角傳感器，在傳統(tǒng)等強(qiáng)度梁結(jié)構(gòu)的傾角傳感器的基礎(chǔ)上，闡述了本傳感器的增敏原理，使用有限元方法分析得出了增敏結(jié)構(gòu)尺寸與增敏效果的對應(yīng)曲線。加工制造了無增敏結(jié)構(gòu)、增敏凸臺高度為0.5mm、1mm的三種光纖光柵傾角傳感器并開展實(shí)驗(yàn)對比，進(jìn)行了量程、靈敏度、線性、重復(fù)性、蠕變等方面的試驗(yàn)測試。結(jié)果證明該增敏方法可行、有效。<