分布式光纤监测在阜阳地面瀛降监测中的魔属

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1、第26卷第2期安徽地质Vb1．26No．22016年6月GeologyofAnhuiJune2016文章编号：1005-6157(2016)02-0135—3分布式光纤监测在阜阳地面瀛降监测中的魔属魏坤(安徽省地质环境监测总站，安徽合肥230001)摘要：分布式光纤监测是利用光纤作为传感介质，采用先进的OTDR技术，探测出沿光纤不同位置土层的应变情况，实现真正分布式测量。阜阳地面沉降是由于过量抽汲阜阳城区地下水引起水位下降，在正常固结和超固结⋯土层分布区，由土层固结压密而造成的大面积地面下沉现象。省地质测绘院、阜阳市测绘院、安徽省地质调查研究院在该区域进行大量的高程测量工作，仅查明了地

2、面沉降范围及垂直沉降量，但对地面沉降的形成机理，各压缩层的变化量缺少统一认识。采用分布式光纤监测技术能准确测出各压缩层的变化关系，为阜阳地面沉降防治研究提供科学依据。关键词：分布式光纤监测；地面沉降；监测与应用中图分类号：P642．26；TN913．7文献标志码：A1阜阳地面沉降概况中心最大累计沉降量仍然达到地层单芯定点光缆、钢绞线光缆。阜阳市地面沉降的特征表现为了l347．4mm，2002年进而达到定点光缆为局部定点固定全程松套随中、深层地下水开采量的增加而1501．8mm，2012年底根据水准测光缆，具有两相邻定点问光缆拉伸逐步形成和发展，为一动态变化量，市区地面沉降形态为一近椭圆

3、压缩应变均一分布特性。钢绞线光的过程。20世纪60年代以前，因地形浅漏斗，漏斗面积约为1200km，缆为紧包光缆，应变传递特性好，下水开采量较小，地面未见变形。地面沉降的范围为715km2，累计最可实现地层内压缩拉伸区域精准定在20世纪70年代，地面沉降量不足大沉降量接近1600mm，沉降速率位。100mm；进入20世纪80年代，随约为10mm／a。4数据采集与分析深层地下水开采量急剧增加，地面2光纤孔基本概况于20l4年2月13日，进行第一沉降范围也扩大了7倍多【2】。1980阜阳地面沉降分布式光纤监测次数据采集。又于2014年4月23年至1990年的l0年间，地面沉降范孔于2013

4、年l2月22日完成，钻孔回日、2014年7月10日、20l4年10月围已超出阜阳市区，据水准测量资填材料为黄豆沙和“瓜子片”石子5日和2014年12月l0日，分别进行料，市区地面沉降形态为一近椭圆混合物。通过现场测试，由于钻孔了四次数据采集。经过五期测试，形浅漏斗，长轴为北西一南东向，底部沉渣，钻孔内光纤布设实际深发现布设的两个渗压计无法测试到约25km，短轴为北东一南西向，度为330m。钻孔内光缆绑扎于钻信号，初步判定引线断裂，断裂深约21．2km，最大沉降范围410kmz，机上，待钻孑L内回填岩土体沉降固度约为140m。通过对比前三期数沉降大于100mm的范围为162km。结稳定后

5、，在其上砌筑监i贝4墩，建据可知：自2月13日到4月23日以1980—1990年累积最大沉降量立光纤监测点。来，两期光缆应变数据整体保持一为8l7．6mm，沉降速率73．39mm／3光纤传感器布设安装致，差值在±508范围内波动。a，1990—1995年累积沉降量钻孑L内布设有四根光缆和两个根据工程经验，仪器测量误差在127．40mm，沉降速率25．48mm／a，渗压计。四根光缆中一根光缆为渗±1008以内。因而可以判断，1995-2001年累积沉降量220mm，压计引线，另外三根为分布式感测自2014年2月13Et起，钻孔内回填沉降速率36．7mm／a。1999年沉降光缆，分别是20

6、m双芯定点光缆、岩土体沉降固结稳定，判定钻孔岩收藕日期：2016．01—05作者简介：魏坤(1970-)，男，安徽蚌埠人，工程师，现主要从事地质环境监测技术工作。136安徽地质2016正土体稳定，开始监测工作。并可选工与监测见表1。内基本保持。这表明该区域压缩变取2014年2月13日采集数据作为初将前五期数据经过数据对齐，形较小，而地层定点光缆和20m定始值，开始正常监测。项目具体施截取有效数据，数据平滑，进行差点光缆测试到压缩变形，主要是由表1阜阳地面沉降光纤监测子L施工与监测日期表于定点光缆成缆工艺与钢绞线光缆Table1Constructionofopticalfiberhole

7、sformonitoringgroundsubsidencenFuyangandmonitoringdates不同，定点光缆为半松套光缆，在该层位深度内无定点单元限制，导致光缆纤芯受自身重力自由变形而产生较大的压缩。钢绞线光缆为紧包光缆，应变传递特性较好，直接反应了岩土体压缩变形区域。值处理后，可以得到图1所示光缆时间内，地层呈现压缩状态；正应自2014~[z2月13日~J2014年12测试综合成果图。图中各光缆应变变表示自2014~[z2月1