分布式传感光纤与土体界面力学性质的试验研究

发布时间：2017-08-21 09:10

  本文关键词：分布式传感光纤与土体界面力学性质的试验研究

  更多相关文章： 传感光纤 变形监测 光纤-土体界面 界面耦合性 拉拔试验 蠕变

【摘要】：分布式光纤感测技术在地质与岩土工程领域的应用研究已成为一个重要的研究课题,但工程实践表明,直埋式传感光纤与待测岩土体之间的变形协调性会对监测结果的可靠性产生很大的影响,该问题一直制约着光纤感测技术在工程监测中的推广。本文通过一系列室内光纤拉拔试验和光纤拉拔时效性试验,对比分析了不同上覆压力下各类预埋光纤与不同性质的土体之间的界面力学性质以及光纤-土体界面的蠕变效应。试验结果揭示了传感光纤-土体界面的力学特性和应力传递规律,为分布式光纤传感技术在岩土体变形监测中的应用提供了参考依据。本文取得了如下成果：(1) 论述了分布式传感光纤在岩土体变形监测中的应用现状与存在的问题。(2) 通过分析直埋式传感光纤在岩土体中的受力变形机理,设计了室内光纤拉拔时效性试验仪器,并制定了有效的室内光纤拉拔试验方案。(3) 采用了量化分析传感光纤与土体变形协调性的试验方法,可以用来分析传感光纤与土体间的变形协调性和界面应力传递规律。(4) 光纤拉拔试验中,随着拉拔位移的增大,光纤所受的拉拔力逐渐上升,到达峰值后又迅速衰减,最后拉拔力趋于稳定值。可以用拉拔力-拉拔位移关系的简化模型来分析整个拉拔过程。(5) 通过光纤拉拔时效性试验装置,有效地获得了光纤在土体中的蠕变数据,可以分析不同情况下光纤在土体中的蠕变效应。(6) 通过对比各试验结果,对光纤-土体界面力学性质进行了细致入微的分析,为工程实际中传感光纤的选择、布设以及判断光纤监测结果是否失效提供了有效的参考。
【关键词】：传感光纤 变形监测 光纤-土体界面 界面耦合性 拉拔试验 蠕变
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU411;TN253
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 引言10-11
• 1.2 国内外研究现状11-17
• 1.2.1 光纤结构及传感原理11-13
• 1.2.2 光纤传感技术在岩土体变形监测中的应用13-16
• 1.2.3 分布式传感光纤监测岩土体变形中存在的问题16-17
• 1.3 本文研究的意义和内容17-20
• 1.3.1 研究目的和意义17-18
• 1.3.2 研究内容和方法18
• 1.3.3 本文技术路线18-20
• 第2章 光纤弹塑性力学性质及光纤-土体界面受力分析20-24
• 2.1 传感光纤弹塑性力学性质20
• 2.2 传感光纤蠕变与应力松弛力学性质20-22
• 2.3 传感光纤-土体界面受力分析22-24
• 第3章 光纤拉拔试验研究24-59
• 3.1 概述24-25
• 3.2 试验设计原理25-26
• 3.3 试验准备与实施方案26-34
• 3.3.1 试验装置设计26-28
• 3.3.2 试验准备与试样制作28-33
• 3.3.3 试验方案33-34
• 3.4 试验结果分析34-58
• 3.4.1 光纤-土体界面拉拔模型34-36
• 3.4.2 不同上覆压力下光纤-土体界面的力学性质36-38
• 3.4.3 不同光纤-土体界面的力学性质38-44
• 3.4.4 不同含水率条件下光纤-土体界面的力学性质分析44-49
• 3.4.5 不同干密度条件下光纤-土体界面的力学性质分析49-54
• 3.4.6 光纤与黏土界面力学性质分析54-58
• 3.4.7 误差分析58
• 3.5 本章小结58-59
• 第4章 光纤拉拔时效性试验研究59-75
• 4.1 概述59
• 4.2 试验设计原理59-60
• 4.3 试验准备与实施方案60-63
• 4.3.1 试验装置设计60-61
• 4.3.2 试验准备与试样制作61-62
• 4.3.3 试验方案62-63
• 4.4 试验结果分析63-73
• 4.4.1 不同光纤-土体界面拉拔时效性分析63-68
• 4.4.2 不同上覆压力下光纤-土体界面拉拔时效性分析68-73
• 4.4.3 误差分析73
• 4.5 本章小结73-75
• 第5章 总结与展望75-77
• 5.1 全文总结75-76
• 5.2 创新点76
• 5.3 研究展望76-77
• 参考文献77-82
• 攻读硕士学位期间的主要科研成果82-83
• 致谢83-84

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