基于光纤光栅传感技术的隧道健康监测系统

介绍了目前隧道结构健康监测系统的研究现状,探讨了布拉格光纤光栅传感技术在隧道结构监测中的应用,并展望了隧道结构健康监测系统的发展前景,从而进一步推广光纤光栅传感技术在隧道监测中的应用。     

基于光纤光栅技术的边坡测斜装置的改装与应用

将光纤布拉格光栅传感技术应用于边坡监测中,通过对现有传感器和测斜装置的改装,设计了一种新的边坡测斜装置,并将该项成果用于龙永高速公路某边坡的现场稳定性监测中,简述了光纤布拉格光栅传感技术现场应用时的元件安装、数据采集及分析等工作,证实了该改装方案的可行性。     

光纤光栅传感技术在土木工程结构监测中的应用

文章对光纤光栅的传感技术及其封装方式作了简要介绍,特别是采用FRP筋嵌入式封装光纤光栅传感器（OFBG）制成的FRP—OFBG筋,并对光纤光栅传感器在土木工程监测中的发展应用进行综述,以此促进该技术的推广普及。     

光纤光栅传感器在混凝土变形及裂缝监测中的应用

介绍了一种自行研制的光纤光栅应变传感器及其工作原理,并对封装后的传感器进行拉伸标定试验,验证其准确性.而后利用这种光纤光栅传感器对常州客运中心地下工程混凝土板的内部变形及表面裂缝进行监测,进而研究掺入不同纤维的混凝土的体积稳定性及相关性能.试验结果表明,这种光纤光栅传感器的测量精度高、稳定性好,可用于地下工程混凝土板变形和裂缝的测量.     

深基坑土体水平位移与坑底隆起的研究

以营口地区万达广场深基坑工程为研究背景,通过整理现场监测数据,得到同一场地条件下不同支护形式的周边土体水平位移的变化规律,分析后得出以下结论:1.软土地区的高强度支护结构对应的墙后深层土体水平位移呈竖向型,低强度支护结构对应的深层土体水平位移呈抛物线型。2.开挖深度以上的墙后土体深层水平位移最大值为(2.0×10-4~6.2×10-4)hd,最大水平位移发生于(0.7~1.0)hd之内。3.开挖深度以下土体按照墙后土体水平位移变化趋势分为坑底隆起增强区和坑底隆起减弱区,其中深层土体水平位移最大值为(3.5×10-4~10.0×10-4)hd,坑底隆起增强区大致为坑底以下0.4hd范围内,支护结构强度越低,坑底隆起增强区范围越大。     

桥梁安全监测中的光纤光栅传感技术浅析

针对传统监测难以满足桥梁安全状态监测的问题,通过将光纤作为信号感知单元,可对桥梁结构的动静态应变进行感知,并对损伤状况进行实时监测和预警。光纤传感技术是近年来发展非常迅速的一种信号测试手段,与传统测试手段相比具有一系列的优势。本文从目前主要使用的光纤光栅(FBG)传感桥梁监测系统入手,从测试原理、测试方法和实现效果等方面进行分析,并对以后的技术发展做出了展望。     

光纤光栅与大型结构安全实时监测

对光纤光栅可调谐的原理作了探讨，分析了光纤光栅传感器在温度和应力测试中的应用，并提出在实际应用中应注意的问题，指出光纤传感器具有广泛的应用前景。     

光纤光栅传感技术在某超高层建筑安全监测中的应用

针对目前光纤光栅传感技术在大型公共建筑安全监测中鲜有应用的现状,在某在建超高层建筑构件中埋人了光纤光栅传感器,以便随着工程施工进度的推进,定期进行构件应变监测.结果表明,通过监测数据与对应构件应变理论估算值的比较,采用光纤光栅传感器对大型公共建筑结构安全监测具有较好的可信度.     

光纤光栅传感技术在水工结构监测中的应用研究

应用新型光纤光栅传感技术,结合常见水工混凝土结构物的结构特征,采用结构测试、损伤评估等理论,建立了结构健康监测体系,对新型光纤光栅传感器在水工结构健康监测中的应用进行了相关研究,以此解决水工结构监测系统实际应用存在的基本构架技术问题。     

光纤光栅位移计组在围岩变形连续监测中的应用研究

针对多点变位计和滑动测微计在监测地下洞室围岩变形方面存在轴向位移分布连续性不足和无法实现自动化的问题,提出了将光纤光栅位移传感器通过组装成串应用在围岩变形连续监测的方法。该方法可准确得到仪器埋设沿线任一测点的监测量,由于光纤光栅位移计组具有精度高的特性,测得的围岩位移变化与洞室扩挖施工关系密切,与多点变位计监测结果总体变形规律基本一致,但光纤光栅位移计组能够监测到整个大尺度的监测线中任意间距的轴向位移分布,取得的成果信息量更大更为直观。作为对光纤光栅位移计在岩土工程变形监测中的应用探索,具有一定借鉴意义。     

温度自补偿光纤光栅应变传感器研制及其在索力测量中的应用

光纤光栅应变传感器在测量过程中存在温度和应变交叉影响的问题,且温度对应力测量结果影响较大。为获得精确的应力测量结果,必须大幅度减少或消除温度的影响。目前参考光栅法或温度测量系数修正法,难获得理想的结果。文中提出以截面对称的悬臂梁结构作为敏感元件,利用其上下表面拉压异号等应变和温度变化同应变的原理,通过在悬臂梁上下表面对称粘贴两根光纤光栅,利用结果差来消除温度影响,并提高测量灵敏度。文中对此种温度自补偿新型光纤光栅应变传感器的传感性能进行了研究,并将此类传感器安装在拉索的锚具上进行索力测量。研究结果表明:研制的光纤光栅应变传感器,能大幅度降低温度的影响,达到温度自补偿的目的;将此类传感器用于索力测量,具有较高的精度及灵敏度,能满足工程应用的实际需要。     

光纤光栅感温火灾探测技术研究和应用

分析了特殊行业对火灾报警的要求，介绍了光纤光栅感温技术原理、隧道火灾点火实验以及技术应用的情况。实验和应用结果表明，光纤光栅火灾报警系统能够准确及时地进行火灾报警，并能实时测量出火灾地点的温度分布，是一种具有广阔应用前景的火灾探测新技术。     

非饱和土水分迁移感测的主动加热光纤光栅法试验研究

非饱和土水分迁移是诱发多种地质灾害和环境岩土问题的重要因素,对其机理的认识因测试技术的不足尚不明确。为探究主动加热光纤光栅（AH-FBG）法监测非饱和土水分迁移的效果,分析单探针和双探针AH-FBG法的误差来源及分布特征,开展了一组室内土柱试验。在试验中同时采用AH-FBG法和传统的频域反射（FDR）法监测毛细水上升和水分蒸发的全过程,对比单探针法和双探针法的监测精度,分析不同方法的适用工况。结果表明：基于单探针AH-FBG的3种数据分析方法中,热导率法的监测精度最高,但是单探针法在监测毛细水上升过程中,当湿润锋刚没过探针感测位置时,受纵向传热的影响会使得测量的含水率值偏低;相比于单探针法,双探针法受纵向传热的影响更大,监测土体水分迁移有较大误差,误差大小与测点位置处的土体含水率值及土柱纵剖面的含水率分布情况有关;为减小纵向传热影响,从传感器结构和数据处理两方面提出了AH-FBG法的改进措施。     

Numerical investigation and optimal design of fiber Bragg grating based wind pressure sensor

A wind pressure sensor based on fiber Bragg grating (FBG) for engineering structure was investigated in this paper. We established a transaction model of wind pressure to strain and proposed a method of temperature compensation. By finite element analysis, the basic parameters of the sensor were optimized with the aim of maximum strain under the basic wind pressure proposed in relative design code in China taking geometrical non-linearity into consideration. The result shows that the wind pressure sensor we proposed is well performed and have good sensing properties, which means it is a technically feasible solution.     

A fiber Bragg grating based earth and water pressures transducer with three-dimensional fused deposition modeling for soil mass

A novel fiber Bragg grating (FBG) sensor with three-dimensional (3D) fused deposition modeling (FDM) approach is proposed for effective stress measurement in soil mass. The three-diaphragm structure design is developed to measure earth and water pressures simultaneously. The proposed transducer has advantages of small size, high sensitivity, low cost, immunity to electromagnetic interference and rapid prototyping. The working principle, design parameters, and manufacturing details are discussed. The proposed transducer was calibrated for earth and water pressures measurement by using weights and a specially designed pressure chamber, respectively. The calibration results showed that the wavelength of the transducer was proportional to the applied pressure. The sensitivity coefficients of the earth and water pressures were 12.633 nm/MPa and 6.282 nm/MPa, respectively. Repeated tests and error analysis demonstrated the excellent stability and accuracy of the earth and water pressure measurements. The performance of the proposed transducer was further verified by a model experimental test and numerical analysis, which indicated that the proposed transducer has great potential for practical applications.     

坑底饱和粘性土蠕变特性对基坑稳定性影响研究

通过对基坑底饱和粘性土蠕变特性的研究,提出了考虑被动土体的水平基床比例系数随时间指数衰减的模型.结合某工程实例,分析了在饱和粘性土的影响下围护墙的变形与坑底暴露时间的关系,结果表明:在坑底暴露期间,墙体的最大位移位于开挖面附近,暴露21天内,围护桩的位移和弯矩增长速度较为明显,21天后位移和弯矩的增长趋于稳定。     

异物侵限监测利用光纤光栅探测技术方案研究

结合光纤光栅的技术特点,提出了基于光纤光栅技术的异物侵限监测系统设置方案及报警判断流程,并分析了光纤光栅异物侵限监测的特点,旨在提高异物侵限监测系统的可靠性。     

基于光纤光栅的预应力碳纤维板实桥加固荷载试验研究

为了研究光纤光栅预应力碳纤维板在实桥加固工程中的应用以及其与混凝土之间的工作机理,以山东省境内某座连续梁桥为工程实例,采用现场加固、荷载试验和有限元分析的方法,对其进行加固前后的荷载试验,并进行加固前后试验结果对比,结果表明,光纤光栅预应力碳纤维板与混凝土梁协同工作能力良好,对提升桥梁的承载力具有显著的效果。     

路基塌陷分布式光纤振动传感监测技术

为了对长距离路基安全进行有效监测,提出了采用分布式光纤振动传感器构建路基塌陷监测系统,获取路基塌陷振动信息进行安全预警,并通过现场试验进行了验证,指出该方法实现了较高精度的塌陷区域定位,为路基安全评估提供了有效的监测方法。