一种基于光纤Bragg光栅传感器的挡土墙变形监测技术.pdf

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1、2010年第29卷第11期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)17一种基于光纤Bragg光栅传感器的挡土墙变形监测技术吴豪伟，冯春，许利凯(1．北京科技大学，北京100083；2．中国科学院力学研究所，北京100190；3．北京科力安监测技术有限公司，北京100190)摘要：阐述了一种以光纤Bragg光栅(FBG)传感器为基础，且适用于挡土墙侧向变形监测的KLA一1型变形监测计，并详述了该监测计的基本结构、监测原理及相关计算公式。以某厂区挡土墙的变形监测为例，给出了此种变形监测计的监测效果，并对挡土墙的整体稳定性

2、进行了总体评价。关键词：光纤Bragg光栅；挡土墙；变形监测中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)11-0017-03AdeformationmonitoringtechniqueforretainingwallbasedonfiberBragggratingsensorWUHao—wei，FENGChun，XULi—kai。(1．UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China；2．InstituteofMechanics，ChineseAcademyofS

3、ciences，Beijing100190，China；3．BeijingCredianMonitoringTechnologyCo．．Ltd．．Beijing100190，China)Abstract：AnewtypeofdeformationmonitoringgaugeforretainingwallmonitoringbasedonfiberBragggratingsensorisintroduced．1"hebasicstructure，themonitoringprincipleandtherelatedformulaabouttifsgaugeisde

4、scribed．Theapplicationofthegaugeinaretainingwallisgiven，therelatedmonitoringcurveispresented，andtheoverallstabilityoftheretainingwallisevaluatedaccordingtothemonitoringcurve．Keywords：fiberBragggrating(FBG)；retainingwall；deformationmonitoring0引言1FBG传感技术简介近年来，发达国家几乎所有桥梁的安全监测均采用光正常的光纤可以畅通

5、地传输各种波长的光束，当在光纤Bragg光栅(FBG)传感技术，如，美国俄亥俄州巴特勒全纤上刻有光栅时，就会有某种波长的光被反射回来，而反射复合材料大桥远程监测，德国德曼斯顿附近预应力混凝土光的波长取决于光栅的问距。传感器粘贴在构件上，构件桥监测，比利时报特147in长预应力混凝土桥监测及瑞士变形就会改变光栅的间距，反射光的波长就会改变，从而可温特图尔Storck桥的碳纤维部件监测等“。。目前，国内测出构件的变形。通过上述原理可以制成光纤光栅应变传也正积极尝试运用此项新技术，如，香港青马大桥、上海东感器，用以测量构件的变形。光纤光栅中光的传播过程如海大桥、贵州红枫湖

6、大桥、武汉长江二桥等大桥在施工及运图1所示。营期的安全监测，深圳蛇口港区混凝土大管桩在施工过程中的应变监测，北京地铁l0号线三元桥至亮马河段地铁盾早=；一构管线应变监测，内蒙古多伦县发电厂桩基检测，徐州张双楼矿井竖井壁冻结法施工光栅应力监测等。FBG传感技术已在桥梁监测、隧道、桩基检测等方面有值得注意的是，光纤光栅自身的温度变化同样可以引了许多实际的应用，但在挡土墙变形监测方面的应用却少起反射波的波长变化，因为温度的升降同样可以引起光栅见于报道。本文阐述了一种以FBG传感器为基础，且适应间距的变化，因此也可以利用这一特性制成光纤光栅温度于挡土墙侧向变形监测的KLA一

7、1型变形监测计，详述了该传感器。当然，对于变形监测来说，为了反映构件的真实变监测计的基本结构、监测原理及相关计算公式。形，必须排除温度变化带来的影响，通常的做法是在监测区收稿日期：2010-04-09l8传感器与微系统第29卷埋设若干温度传感器作为标定，实测的构件变形减去温度由图4可知，第i个固定装置与第i+1个固定装置之引起的虚假变形即为构件的真实变形。间的相对位移为△=H-L，且已知固定装置的高度为K=2挡土墙变形监测原理31．5cm，则2个固定装置之间夹角的变化可由式(1)得出置l_。．。．。．。．．．．．．．．．，。。，．．KLA一1型变形监测计以FBG