基于BOTDA的混凝土管双裂缝监测试验研究

发布时间：2021-08-07 17:38

　　为研究光纤传感器在短距离内混凝土管出现多缝情况下的布里渊频移特征,设计了系列双裂缝间距的板材拉伸试验;通过试验所得布里渊频移结果得出以下结论:当双缝间距小于50 mm,难以区分裂缝个数;当双缝间距大于50 mm,且小于200 mm时,频移图的拟合波峰区间发生了变化;当双缝间距大于200 mm,频移图峰值点会发生变化,最后,通过混凝土管压力试验,验证了利用分布式光纤监测混凝土管裂缝的有效性。 

【文章来源】：混凝土与水泥制品. 2020,(07)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

光纤双缝拉伸试验布置图

图2为不同张拉次数下的光纤频移图。图3为六个波峰的放大图。对试验数据发现，当光纤在较短范围内出现两条裂缝时，光纤频移图的曲线形态会出现较大变化。图3(a）、图3(c）、图3(f）出现了频移增量突变等变化，图3(d）、图3(f）出现波峰偏移，可以看出光纤在监测第二条裂缝时，频移图的特征会产生变化。这种变化较为明显且普遍，因此，可作为判断被测结构是否出现多裂缝的依据。可以进一步设想，当通过光纤的裂缝间距不一样时，光纤对双缝的识别程度也不一样，其表征也有区别。因此，试验设计了从50～250 mm五种双缝间距的光纤张拉试验，针对裂缝间距这一因素对光纤频移的影响进行研究，应探究光纤监测双缝间距的可行性。不同双缝间距的光纤张拉标定频移图如图4所示。

试验结果表明，双缝间距不同，使用光纤频谱图判断双缝的依据也不同，区分点在于不同双缝间距频移图的特征不同，造成这种现象的原因可能是光纤受到的集中力不同：双缝间距越小，光纤在裂缝处收到的集中力越大，则纤芯与护套发生滑移现象，频移图呈现单缝变化的特征，无法看出裂缝条数；当双缝间距较大时，光纤在裂缝处的集中力没有达到纤芯与护套的极限黏结力，因此，可以在频移图上看见峰值位置发生了变化，这也是双缝出现的主要判据。图4 不同裂缝间距双缝张拉光纤频移图

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于分布式光纤传感的混凝土裂缝识别与监测试验研究[J]. 毛江鸿,崔磊,金伟良,许晨,何勇,任旭初,杨帆.  传感技术学报. 2014(09)
[2]基于BOTDR的地裂缝分布式光纤监测技术研究[J]. 卢毅,施斌,席均,苏晶文,姜月华,李云峰.  工程地质学报. 2014(01)
[3]结构裂缝的分布式光纤监测方法及试验研究[J]. 何勇,姜帅,毛江鸿,夏晋,金伟良.  土木建筑与环境工程. 2012(01)
[4]基于分布式传感光纤的隧道二次衬砌全寿命应力监测方法[J]. 毛江鸿,何勇,金伟良.  中国公路学报. 2011(02)
[5]新型埋入式长距离应变光纤传感器研制及性能研究[J]. 毛江鸿,何勇,金伟良.  传感技术学报. 2011(02)
[6]基于BOTDA的钢筋应力实时监测方法[J]. 何勇,邢锋,毛江鸿,金伟良.  深圳大学学报(理工版). 2010(03)
[7]基于BOTDA的隧道变形监测技术研究[J]. 张桂生,毛江鸿,何勇,金伟良.  公路. 2010(02)
[8]基于BOTDA的钢桥面铺装裂缝疲劳扩展研究[J]. 钱振东,韩光义,黄卫,尹祖超.  土木工程学报. 2009(10)
[9]BOTDA在沥青混凝土铺装层裂缝监测中的应用[J]. 钱振东,黄卫,关永胜,韩光义.  东南大学学报(自然科学版). 2008(05)

硕士论文
[1]多种受力状态下结构分布式光纤传感应变传递及裂纹监测[D]. 张宝祥.哈尔滨工业大学 2015



本文编号：3328235