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时间:2019-05-11
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1、第27卷第8期岩石力学与工程学报Vol.27No.82008年8月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringAug.,2008光纤传感技术在边坡模型试验中的应用李焕强,孙红月,刘永莉,孙新民,尚岳全(浙江大学建筑工程学院,浙江杭州310027)摘要:关于边坡模型的坡体变形监测较为困难,将光纤传感技术应用于边坡模型试验尝试解决这一问题。构建边坡模型进行人工降雨试验,采用光纤布里渊散射光时域反射测量技术(BOTDR)监测坡体变形和光纤光栅(FBG)传感技术监测坡面变形。将BOTDR光纤分层埋入坡体不同位
2、置,以边坡后缘模型箱为固定的参照点,监测坡体内不同位置的应变变化;将光纤光栅传感器铺设在坡面的不同位置,以坡面后缘为固定参照点,监测坡面各位置处位移变化。根据降雨前、降雨过程中及降雨后变形记录资料,得到边坡在降雨作用下的变形规律:在降雨初始一段时间内,边坡并没有明显变形,随着降雨时间的发展,坡体和坡面位移会出现突发性的大幅度增长,并且距坡面较近的土体产生较大的变形,坡体底部变形较小。总体规律是随着坡体深度的增大,坡体变形受降雨入渗的影响越来越不明显,这解释了降雨诱发的均质土坡破坏容易出现在浅层的原因。在坡面上,后缘产生较大位移,而坡体前端位移
3、较小。降雨停止后,部分变形值会变小。试验结果表明,用光纤BOTDR和FBG传感技术监测有众多的优点,且光纤传感技术在岩土模型试验中具有良好的应用价值和前景。关键词:边坡工程;边坡模型;人工降雨;布里渊散射光时域反射测量仪;光纤光栅中图分类号:P642.22文献标识码:A文章编号:1000–6915(2008)08–1703–06APPLICATIONOFOPTICALFIBERSENSINGTECHNOLOGYTOSLOPEMODELTESTLIHuanqiang,SUNHongyue,LIUYongli,SUNXinmin,SHANGYue
4、quan(CollegeofCivilEngineeringandArchitecture,ZhejiangUniversity,Hangzhou,Zhejiang310027,China)Abstract:Itisrelativelydifficulttomonitorthedeformationofslopebodyinmodeltest.Tosolvethisproblem,theopticalfibersensingtechniqueisappliedtoslopemodeltest.Byconstructingphysicalmod
5、elforslopeunderartificialrainfall,thedeformationinslopebodycanbemonitoredbyopticalfibersensingtechnologyofBrillouinopticaltimedomainreflectometer(BOTDR);andthedeformationonslopesurfacecanbemonitoredbyfiberBragggrating(FBG).Regardingthefixedpointonthemodelboxasthereferencepo
6、int,thevariationsinslopebodycanbemonitoredbytheopticalfiberpreburiedinthedifferentlocationsofslope;andthedeformationonslopesurfacecanbeachievedbytheFBGsensorsetontheslopesurface.Accordingtotherecordeddataofdeformationsbefore,duringandafterrainfalls,itcanbefoundthatthedeform
7、ationofslopeisnotobviousininitialperiodofrainfall,butasthetimegoeson,thereisasuddengrowthofthedeformationintheslopebodyandsurface.Thepartoftheslopeclosertothesurfacehasthelargerdeformation,butthepartatthebottomoftheslopehastheleastdeformation.Theoveralllawisthattheinfluence
8、ofrainfallonslopebodydiminishesgraduallywithincreaseofdepthofslopebody.Thatcanexpl
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