分布式光纤传感器监测堤坝渗漏和形变试验的研究

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1、分布式光纤传感器监测堤坝渗漏与形变试验研究学位类型：学术型学位学科（专业学位类：别）机械工程：作者姓名雷华：作者学号09010302008导师姓名及职称：朱萍玉教授实践导师姓名及：职称学院名称：机电工程学院论文提交日期：2012年6月8日学位授予单位：湖南科技大学ExperimentalStudyonDistributedOpticalFiberSensorforMonitoringLeakageandDeformationinDamsTypeofDegreeAcademicdegreeDiscipline(TypeofProfessionalDeg

2、ree)Mechanical&ElectronicEngineeringCandidateHuaLeiStudentNumber09010302008SupervisorandProfessionalTitlePingyuZhuProfessorPracticeMentorandProfessionalTitleSchoolCollegeofElectromechanicalEngineeringDateJune8,2012UniversityHunanUniversityofScienceandTechnologyIII学位论文原创性声明本人郑重声

3、明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学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

4、存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要堤坝渗漏与形变监测是对堤坝在汛期进行早期预警的重要手段。分布式光纤传感器以温差和应变识别为基础，在需要长距离和连续监测的堤坝形变、渗漏监测上有优势。针对分布式光纤传感器在堤坝渗漏与形变监测应用时的关键问题，进行理论分析和室内外试验研究。本论文涉及如下主要研究内容：（1）综述了堤坝渗漏、沉降、坍塌、变形等渗漏与形变的探测方法；根据分布式光纤传感技术的检测原理，探讨了传感光缆用于堤坝渗漏与形变监测的工作模式和布设方式。（2）研发了专门用于水利工程堤坝渗漏与形变监测

5、预警系统软件，该系统软件基于DiTeSt光纤传感分析仪，建立了测试数据处理各功能模块。如建立数据文件模块用来存储监测的数据及文件；趋势预测模块根据监测的历史数据，采用移动平均法做趋势分析；分级预警模块通过与设定的阈值比较进行实时预警。（3）研究了弯曲半径对实际使用的传感光缆的温度和应变特性的影响。分析了传感光缆灵敏度及温度、应变交叉灵敏度的影响因素；以某型号的光缆为例，具体研究了不同弯曲半径对光纤温度、应变影响规律，确定了具体施工条件下的传感光缆弯曲半径，并设计了新颖的光纤弯曲曲率调整盒，以保证光缆在使用过程中的曲率半径。（4）在修建的室外试验堤上对

6、搭建的系统进行了形变和渗漏的试验研究。在试验堤上，分别布设了分布式应变光纤传感器和温度光纤传感器，对所监测的数据用所开发的软件进行了初步的分析和处理，给出了结论。作为该系统的进一步拓展应用，在某防渗墙的工程施工中，对高度达30m的浇筑墙体的形变进行了监测试验。试验尝试有助于监测竖井V类结构体的实际应用。关键词：分布式光纤传感；堤坝渗漏与形变；监测；系统软件；实验VIIABSTRACTDamleakageanddeformationmonitoringaretheearlywarningimportantwaywhichproceedswithearl

7、ywarningwhenthedamisinfloodseason.Distributedopticalfibersensorbuildonthebasisofthetemperaturedifferenceandstrainidentification,ithastheadvantagesinembankmentdeformationandseepagewhichneedthelongdistancesandcontinuousmonitoring.Tothekeyproblemsofdistributedopticalfibersensorint

8、hemonitoringapplicationofthedamleakageanddeformationla