季節(jié)凍土路基應(yīng)變的FBG檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著時代的迅猛發(fā)展，各國的交通事業(yè)也爭先發(fā)展。尤其是道路、橋梁、隧道等的大規(guī)模擴(kuò)建，交通線網(wǎng)星羅棋布，極大地推動了社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。無論是凍土區(qū)還是非凍土區(qū)，交通線網(wǎng)均已覆蓋。數(shù)據(jù)顯示，世界凍土面積幾乎占據(jù)了全球陸地總面積的一半。凍土區(qū)受寒區(qū)惡劣環(huán)境的影響，使交通線網(wǎng)的建立及維護(hù)面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。而凍土區(qū)的交通線網(wǎng)又以季節(jié)凍土區(qū)分布較廣，且凍土區(qū)特別是季凍區(qū)路基作為隱蔽工程，其內(nèi)部的物理力學(xué)參數(shù)測量以及道路運(yùn)行安全評價一直是一個難題。這項(xiàng)工作

2、既關(guān)乎道路的性態(tài)評價，更關(guān)乎交通運(yùn)輸安全。因此本文以季節(jié)凍土路基應(yīng)變?yōu)闇y試對象，以光纖布拉格光柵（FBG）檢測技術(shù)為測試手段，探索將FBG應(yīng)用于季節(jié)凍土路基這種特殊介質(zhì)內(nèi)部應(yīng)變檢測的適應(yīng)性。
　　本文介紹了現(xiàn)行FBG測試技術(shù)的應(yīng)用研究現(xiàn)狀、凍土路基應(yīng)變檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀，F(xiàn)BG傳感特性及其解調(diào)技術(shù)，根據(jù)測試對象的相關(guān)特性對FBG設(shè)計(jì)適合的封裝埋設(shè)方案。主要研究工作有：（1）基于FBG測試技術(shù)的植入梁方法，在傳感器布設(shè)方面，根據(jù)不同測

3、試對象提出了兩種封裝布設(shè)方式：淺置短距離半柔性探測桿和深置長距離半剛性探測桿兩種封裝布設(shè)方式；（2）選擇兩處季節(jié)凍土路基作為埋設(shè)場地并開展為期1 a的觀測；（3）測試結(jié)果表明：FBG在-20～30℃的溫差范圍內(nèi)保證了很高的存活率，具有較高的測試靈敏度和可靠性；（4）鑒于測試方案的可行性，提出基于FBG的路基應(yīng)變檢測系統(tǒng)硬件電路實(shí)現(xiàn)方案，采用FPGA+NIOSⅡ的架構(gòu)，對系統(tǒng)硬件資源需求進(jìn)行分析，提出核心硬件電路的具體實(shí)現(xiàn)方法。（5）給出