光纤光栅技术在岩体变形测试中的应用研究

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1、学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期：学位论文知识产权声明书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安科技大学。学校有权保留并向国家有关部门或

2、机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日万方数据万方数据论文题目：光纤光栅技术在岩体变形测试中的应用研究专业：防灾减灾工程及防护工程硕士生：陈志伟（签名）指导教师：贠永峰（签名）摘要煤矿事故在我国时有发生，这些事故不仅造成了大量的人员伤亡和巨额的

3、经济损失，而且产生了负面的社会影响。如果采用有效的监测手段，能为工程岩体及大型的土工工程结构的安全状况、修复和控制损伤提供科学依据，从而进行有效的评定，把地质灾害带来的损失降低到最小程度。本文鉴于光纤光栅传感技术的独特优点及其广阔的应用前景，基于离散点平面曲率的形状重建算法，进行了岩体内部变形的形状感知；借助于该项技术检测岩体的变形破坏过程，研究了适合于岩体的光纤光栅检测方法，对于提高人们对岩石力学行为及其变形破坏机理的认知具有非常重要的现实意义。首先，基于光纤光栅的基本结构及传感原理，通过探讨分析光纤光栅在轴向应力下和温

4、度下的传感特性，研究了交叉敏感问题的产生机理，揭示了解决光纤光栅应变—温度交叉敏感问题的必要性。其次，探讨了光纤光栅的检测方法，给出了平面曲线下细长柔性杆形状的重建方法，通过进行光纤光栅大曲率传感的标定实验，得出理论上传感器到中性面的距离r。最后，开展光纤传感器在相似材料中的传感试验，由温度补偿后的波长漂移量计算各个光栅点的曲率半径，得到光纤光栅在工作面推进到不同时期的曲线变化形状，能够综合反映水平方向上的移动量和竖直方向上的沉降量，为光纤光栅传感器在地下工程中的监测点轨迹图像重建提供了很好的理论基础和实验实例。关键词：岩

5、体变形；光纤光栅；相似模拟试验；温度补偿；平面曲线重建研究类型：应用研究万方数据万方数据Subject:ResearchonApplicationofFiberGratingTechnologyinTheDeformationofRockMassSpecialty:DisasterPreventionandReduction&ProtectionEngineeringName:ChenZhiwei（Signature）Instructor:YunYongfeng（Signature）ABSTRACTCoalmineacci

6、dentshappenrarelyinourcountry,theseaccidentsnotonlycausedalargenumberofcasualtiesandhugeeconomiclosses,butalsohasaverynegativesocialinfluence.Ifwetakeeffectivemonitoringmeans,itcanprovideascientificbasisforthesecuritysituation,repairanddamagemanagementoftheenginee

7、ringrockmassandlargegeotechnicalengineeringstructure;byassessingeffectively,reducingthelossesofgeologicaldisastertoaminimum.InviewoftheuniqueadvantagesoffiberBragggratingsensingtechnologyanditswideapplicationprospects,thisarticleusesthealgorithmofreconstructiontot

8、heshapeofplanecurvaturebasedonthediscretepointstodetectthedeformationwithintherockmass;bymeansofthetechnologywhichdetectthedeformationandfailureprocesso