光纤技术在土木工程灾害监测中的应用.pdf

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1、经济·管理·综述建材与装饰2017年2月光纤技术在土木工程灾害监测中的应用李长青1洪皓飞2徐井良3（1.黑龙江大学建筑工程学院黑龙江哈尔滨1500802.黑龙江大学水利电力学院黑龙江哈尔滨1500803.河北建研科技有限公司河北石家庄050021）摘要：光纤技术目前已广泛应用于通信技术，作为监测手段应用于土木工程灾害监测中有着诸多优势。光纤监测技术在土木工程领域的应用目前尚处于开发研究阶段，相关的配套设施并不完善，本文简要介绍了光纤技术在土木工程灾害监测中的应用现状，并对其前景做了展望。关键词：光纤；土木工程；灾害；监测中图分类号：P315.61文献

2、标识码：A文章编号：1673-0038（2017）07-0120-011前言技术测量桩的位移、监测大坝中不同坝段之间的应变及温度变人类的发展进程中，土木工程灾害时有发生，且往往造成巨化、监测土钉和抗滑桩的受力状况和边坡位移、高速公路边坡进大损失。所谓土木工程灾害，是指由土木工程原因导致工程失行稳定性分析等。尤其是边坡原位测斜光纤光栅测试技术和光效、失稳而引发的灾害[1]。灾害监测是灾害防御的前提条件，是减纤光栅锚杆传感器应用技术已经取得了很大的进展。具体的技灾的关键举措。目前已有的常规的监测技术（差动电阻式和钢弦术路线：首先布置抗滑桩桩身弯矩测试传感

3、器，其次是锚杆拉力式传感器等）很难满足防水防潮、抗电磁干扰及实时监控等土木测试传感器，接着是坡面位移测试传感器，将三类型传感器依次工程监测要求[2]。光纤传感监测是近年来兴起的新型监测技术，用光纤串联起来接入光纤光栅解调仪，最后汇总到计算机数据相比传统的监测方式有如下优势：①抗电磁干扰、耐腐蚀、耐高处理系统进行数据分析。温，适用于极端环境中；②测量的参数广，传输速度快，信号损失3.3光纤技术在地下工程灾害监测中的应用少；③光纤体积小、质量轻，易于铺设；④长寿命，不易损坏；⑤能在土木工程的建设过程中，地下工程由于其复杂的水文地质耗小，可以实现实时监测。

4、因此，光纤技术在土木工程灾害监测条件，施工难度大，易发生突涌水、塌方等高风险地质灾害，造成中的应用有着十分广阔的前景。严重的人员伤亡和经济损失。地下工程灾害监测的光纤光栅传2光纤传感原理感器体系一共有五种类型：应变传感器、位移传感器、温度传感器、渗压传感器，流速传感器。这些传感器分别测定应变、位移、当光纤光栅周围的温度、应变或其它待测物理量发生变化温度、渗压，流速等参数对岩体的破坏过程尤其是地下工程灾害时，导致光纤光栅周期或纤心折射率的变化，从而产生光纤光栅发生前的前兆信息的响应。其后汇总到数据处理系统进行分析，信号的波长差，通过监测波长的位移的变化

5、情况，就可以得到相[3]一旦达到临界值会触发预警信息，让施工人员有足够的时间做应的待测物理量的变化情况。整个监测系统由三个部分组成：好准备应对可能发生的地质灾害。光纤传感器、信号传输采集，数据处理。设置步骤：第一步，将光纤传感器采用外表粘贴或者内部埋入的方式布置在待测建筑物4展望上；第二步，铺设光纤传输通道，搭建采样模块；第三步：构建有光纤技术应用于土木工程灾害监测是一个全新的领域，相比效的大数据分析系统，预设结构性能临界点参数。传统的人工目视和机电类传感器监测技术具有更加稳定、更加3光纤技术在土木工程灾害监测中的应用精确、更加及时等优势。但当前光纤

6、监测技术的研究应用尚不成熟，需要进一步加大研发力度，使其更好的服务于土木工程灾害3.1光纤技术在桥梁监测中的应用监测。光纤技术将是土木工程灾害监测的重要发展方向之一，有桥梁属于大型土木工程结构，是生命线工程中的关键节点。着广阔的应用前景。发展光纤在土木工程灾害中的监测技术具对桥梁结构健康监测的参数大致可分为三种类型：①车辆荷载有重大的科学意义和社会效益。信息（车流密度、车辆实时位置分布、载重等）；②环境荷载信息（风荷载、温度荷载、地震荷载等）；③结构信息（频率、周期、阻尼参考文献比等）。具体的技术路线：首先分析桥梁的构造特点，根据结构薄[1]谢礼立，

7、曲哲.论土木工程灾害及其防御[J].自然灾害学报，2016，25弱点、施工难度、组件重要程度等因素选择布置测点位置，然后（1）：1~10.将传感器采用适当的方式铺设到桥梁上，并通过光纤连接技术[2]赵启林，徐洪钟.光纤光栅传感技术在土木工程中的应用[J].军事通信进行整合，最后进行数据采集分析。监测系统可以早期发现桥梁技术，2009，30（1）：101~104.出现的安全隐患，进行维修，减少不必要的损失。[3]张家坤，弓俊青，岳清瑞，佟晓利，姚谦峰.光纤光栅传感技术在土木工3.2光纤技术在边坡稳定监测中的应用程结构监测中的应用[J].贵州工业大学学报

8、（自然科学版），2003，27（5）：边坡是工程建设中最常见的工程形式之一。由边坡失稳破坏94~97.产生的