适用于路基监测的分布式光纤传感器应用研究

发布时间：2023-02-25 21:34

　　道路路基的健康状况严重影响着道路的使用性能和使用寿命,这就需要对路基早期病害的出现以及发展进行分析研究。目前,对道路路基的健康监测手段有限,尤其缺乏在不影响高速公路正常施工以及使用条件下,对道路内部进行大范围连续长期进行健康监测的方法。而近年来,光纤传感技术的迅猛发展,以及其优异的材料和传感特性,为监测道路路基内部的应变分布以及其变化规律提供了新的有效手段。本文利用基于布里渊散射的光纤传感技术(BOTDR/A),和铠装线在能够有效保护传感光纤的同时,能进行自由的弯曲变形的特点,设计了一种用于对道路路基应变进行监测的分布式光纤传感器,为分析道路路基结构内部力学性能,和病害的早期病害特征的出现和发展提供了实测数据。经过在实验室对传感器进行标定试验,确定其测量值与实际应变的数值关系,并且对其存活性和有效性进行了验证性试验,确定传感器可以有效监测结构物内部的应变分布变化并识别病害的产生和扩大。之后通过对其制作工艺的分析改进,进行了较大规模的制备,并用于位于吉林省敦化市附近的鹤大高速ZT05标段,道路路基的健康监测。试验结果显示,该传感器可以有效监测道路路基结构内的应变分布和变化情况,并且通过对...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究目的与意义
    1.4 本课题主要工作
    1.5 技术路线
    1.6 本章小结
2 基于布里渊散射的分布式光纤传感器原理与应用
    2.1 基于布里渊散射分布式光纤传感器的工作原理
        2.1.1 光纤的传感特性
        2.1.2 布里渊散射原理
        2.1.3 基于布里渊散射的分布式光纤传感器(BOTDR/A)原理
    2.2 分布式光纤传感器的应用
    2.3 分布式光纤传感器应用于路基监测的发展前景
    2.4 本章小结
3 基于布里渊散射分布式光纤传感器的制备与标定
    3.1 传感器的设计思路与原则
    3.2 传感器的制备
        3.2.1 传感器结构以及材料选择
        3.2.2 传感器的熔接
        3.2.3 传感器的标定
    3.3 本章小结
4 分布式光纤传感器的验证试验
    4.1 分布式光纤传感器的存活性验证试验
    4.2 分布式光纤传感器的有效性验证试验
        4.2.1 试件的制备
        4.2.2 有效性验证
    4.3 本章小结
5 分布式光纤传感器的应用及数据分析
    5.1 现场试验方案
        5.1.1 试验现场施工概况
        5.1.2 分布式光纤传感器的埋设方案
        5.1.3 数据采集仪器简介
        5.1.4 试验的数据采集
    5.2 数据结果分析
        5.2.1 试验的数据补偿
        5.2.2 极低温度对试验数据的影响
        5.2.3 道路路基中布设传感器数据分析
    5.3 本章小结
6 总结
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3749236