基于分布式光纤传感技术的风电叶片变形监测研究

为研究风电叶片在服役过程中的变形特性,采用分布式光纤传感技术,对叶片在静力试验中的应变场进行监测。试验结果表明,分布式光纤光栅(FBG)传感器能够有效测量风电叶片在静力试验中的各关键部位的应变信息,能承受大载荷下的高应变,测量结果与电阻应变片测量值基本吻合,验证光纤传感技术在风电叶片监测上的可靠性和有效性,为以后风电叶片的挂机在线监测提供可行方案。

基于分布式光纤应变传感技术的隧道沉降监测研究

隧道沉降是评估隧道结构安全性和稳定性的重要指标,通过分布式光纤监测技术,可以获得被测部位的应变分布情况,但不能直观地反映出隧道各个部位的沉降量大小。提出了基于分布式光纤应变的隧道沉降反演模型,将光纤应变曲线和隧道沉降曲线联系起来,并通过理论推导、数值模拟、室内试验,验证了模型的可行性。通过北京轨道交通新机场线07标暗挖区间分布式光纤监测项目,对隧道临时支护的破除阶段进行了监测,获得了不同工况下隧道拱顶处的应变曲线,并借助提出的隧道沉降反演模型,对隧道拱顶沉降进行了计算,计算结果和现场实测结果能够较好的吻合,其误差可以满足工程需要。研究结果可以为分布式光纤传感技术应用于隧道沉降监测提供理论与试验基础。

基于布里渊分布式光纤传感技术的管道应变监测试验研究

长输油气管道的变形监测,一直是困扰着管道安全运行和管理的难点。分布式光纤传感技术,由于可长距离、连续、实时在线监测温度和应变,成为结构健康监测和灾害预警领域中极具发展前景的一项技术。本文采用布里渊光时域分析（BOTDA）光纤传感技术对材质为45号钢、长为6m的管道进行应变监测试验,将实验结果与ANSYS模拟分析计算结果相比较。结果表明,随着加载物体重量的增加,两种方法得到的应变趋势是一致的,证明基于布里渊分布式光纤传感技术的管道应变监测方法是可行的,并具有良好的应用前景。

基于密集分布式光纤光栅感测技术的基坑底部隆起研究

依托上海地铁轨道交通某地铁站工程,采用密集分布式光纤光栅感测技术(FBG)对深基坑开挖中坑内土体隆起、基坑上部结构沉降和中心立柱桩变形问题进行了研究,建立了基坑隆起剖面的光纤监测系统,获得基坑底部土体多场多参量随时空的变化。监测结果表明:FBG监测技术可以实现基坑开挖全过程的监测,能够获取从下到上不同深度处的土体的隆起量。基坑在开挖后,由于卸荷与土体的应力释放,底部土体的隆起会呈现中间大两侧小的现象,上部结构监测中也验证了这一点,布设在混泥土支撑上与中心立柱同一竖直方向的静力水准相较于两侧的静力水准产生了相对的隆起量。研究成果为实现基坑隆起的智能监测提供了技术支持,为基坑开挖的安全评价提供了参考依据。

分布式长标距FBG传感技术在桥梁结构监测中的应用研究

为了在桥梁健康监测中准确获得结构变形,对基于分布式长标距光纤光栅(FBG)传感技术进行研究。该方法对FBG传感器进行二次开发,增长其测量标距,采用耐久、力学性能良好的封装材料对其进行封装;根据共轭梁法原理,利用FBG测量到的应变分布计算结构变形。在试验用混凝土"T"梁上安装标距长度为50cm的长标距FBG分布式传感器,并同时安装百分表实测挠度,两者测量结果表明:分布式长标距FBG传感技术可有效监测结构的受力和变形,与百分表所测到的挠度值误差在5%之内。

基于分布式光纤感测技术的路基边坡失稳过程试验研究

为了探究路基边坡在附加荷载作用下的变形失稳模式,开发了一套边坡模型试验装置和包含分布式光纤传感技术的测试系统。在边坡内部不同高度植入了应变感测光纤、FBG应变和温度传感器以实时获取边坡模型内部应变分布和发展信息。试验结果表明:基于FBG应变传感器和OBR技术的应变监测数据反映了边坡失稳的过程,与边坡表面位移的观测结果十分一致,根据应变发展信息将路基边坡失稳破坏的过程划分为三个阶段。此外,根据每条监测线路的最大应变位置,定出边坡潜在滑动面的准确位置。

分布式光纤传感技术在采煤塌陷残余变形监测上的应用

文章针对采煤塌陷区深部岩土体分层变形监测的难题,介绍了分布式光纤感测技术原理及测试方法,并通过工程试验,验证了该方法应用于采空区残余变形监测的可行性。结果表明:分布式光纤感测技术应用于采煤塌陷残余变形具有明显的优势,不仅可以监测地层的沉降变形大小,还可以精确定位深部变形岩层的层位和深度;根据光纤应变测试曲线可对被测岩土层进行分层,划分出采煤塌陷"三带",即冒落带、导水裂隙带和弯曲沉降带。

分布式温度感测技术在金坛地区地层导热性能评价中的应用

为了确定常州市金坛地区地下热物性系数,为浅层地热能的开发提供理论依据,基于线热源理论将分布式温度感测技术(distributed temperature sensing,DTS)与现场热响应技术(thermal response test,TRT)相结合,利用分布式热响应试验(distributed thermal response test,DTRT)及主动加热光纤的热响应试验(active heating optical fiber thermal response test,ATRT),对该地区不同深度地层的导热系数进行了监测计算和分析评价,并比较了不同技术的监测结果。试验结果表明:基于DTS技术的DTRT相比于传统TRT,可以实现各土层导热系数的分布式测试;ATRT计算得出的各层导热系数分布趋势与DTRT趋势大体相同,证明了将ATRT应用到导热系数的测试中的可行性。并且,相比TRT和DTRT,ATRT耗时更短耗能更低的优势,这也使得ATRT技术在地温场监测中具有较大的潜力。

分布式光纤传感技术在混凝土结构测试中的应用

在传统的混凝土结构应变测试中,通常采用表面粘贴式和埋入式应变花来测试应变变化情况,这种方法因其稳定可靠性,已经广泛的应用在各种混凝土应变测试中。近年来,随着光纤传感技术的不断发展,分布式光纤因其独有的特性而受到关注。本文使用基于瑞利散射原理的分布式光纤传感技术,对混凝土结构进行表面应变测试,并通过与常规的表面粘贴式和埋入式应变花数据对比,讨论分布式光纤传感技术在混凝土应变测试中的可行性与可靠性。同时展望分布式光纤传感技术在其他领域的应用前景。

分布式传感光纤与土体变形耦合性能测试方法研究

分布式光纤传感作为新兴技术已用于岩土体的变形监测,其中传感光纤与土体的变形耦合性能是重要的研究内容之一。文章设计了土条的三点弯曲试验,将传感光纤预埋在土条中,借助高空间分辨率OBR分布式光纤传感技术、激光位移传感器以及PIV摄影测量技术,对光纤与土体的变形耦合性能进行了分析讨论。结果表明:当土条变形较小时,土体与光纤耦合性能良好,传感光纤可以准确测量相应位置土体的应变分布情况;当变形较大时,传感光纤与土体将发生相对滑移,土体变形难以完全传递给传感光纤,光纤与土体的变形耦合性能随土体变形的增大逐渐降低。提出了采用应变传递系数表征纤-土的变形耦合性能。

分布式光纤监测技术在三峡库区马家沟滑坡中的应用

针对传统感测技术的不足,本文开展了滑坡分布式光纤感测技术(DFOS)研究。对当前主要的几种DFOS技术及其相关原理做了简单的介绍,重点阐述了分布式传感光纤在三峡马家沟滑坡的布设方式。根据马家沟滑坡的工程地质环境特点,在抗滑桩内布设应变和温度感测光纤;沿坡体走向,采用直埋和定点相结合的方式开槽植入感测光纤;沿坡体纵向,在不同高程设置光纤综合监测孔,将分布式感测光纤粘贴于测斜管外壁和直埋于测斜孔内,同时在孔内布设FBG准分布传感器。监测结果表明:各类应变传感光纤均有效识别和定位了边坡表面变形的异常位置,证明了DFOS技术应用于滑坡监测的优越性。

保压蜗壳外围混凝土应变及脱空分布式光纤监测

采用基于PPP-BOTDA分布式光纤应变感测技术,将特制的感测光缆安装到水轮机保压蜗壳表面及外围混凝土内,对充水试验和保压卸压过程中蜗壳结构的应变分布和变化进行监测,实测光纤应变量与计算结果接近。当充水试验加压到2.6MPa和4.1MPa时,钢蜗壳表面的环向平均实测应变分别为330με和590με。感测光缆有效监测到了蜗壳在首次加压到1MPa时的应力调整现象,以及卸压后约-20με的残余应变。试验中还观察到了卸压后外围混凝土的收缩,混凝土结构环向压应变约为70~100με,计算得到蜗壳和混凝土脱空的隙缝开度为0.5~1.4mm,监测成果可为蜗壳结构的设计优化提供参考。

基于分布式光纤感测技术的苏州盾构隧道管片变形监测分析

随着我国城市化进程的加快,地铁盾构隧道以其经济优势以及对城市地面交通影响小等特点,成为了解决城市道路拥堵的一个重要途径。然而,随着服役时间的增加,隧道本身会出现各种不同程度的变形破坏问题,需要及时全面监测、诊断及维护。文章阐述了分布式光纤感测技术的监测优势,详细介绍了分布式光纤感测技术在盾构隧道监测中的监测内容、监测方案。以苏州地铁2号线盾构隧道管片变形监测为例,监测结果表明:在盾构管片变形最大的施工期,盾构隧道的变形问题更多的集中在管片接缝处,管片本身的变形远小于管片接缝处变形,应变异常区域往往提示管片伸缩缝变形过大或渗漏水处。光纤传感技术在隧道监测中具有广泛的应用前景。

分布式光纤感测技术在成都地区旋挖成孔灌注桩桩身内力测试中的应用

采用布里渊散射光频域分析的分布式光纤感测技术(BOFDA)在单桩竖向静载荷试验的同时对旋挖成孔灌注桩进行桩身内力测试,通过测试得到桩身轴力分布、桩侧摩阻力分布及桩端阻力的大小及分布规律,为优化基桩设计和指导基桩施工提供技术依据和建议。文章的研究成果表明,成都地区软岩中旋挖成孔灌注桩按嵌岩桩设计严重低估了侧摩阻力的作用,有很大的优化空间。

光纤传感技术在油井分布式测温系统中的应用

光纤传感技术是现在被广泛应用的一类新型传感技术,具有抗电磁干扰、灵敏度高、重量轻、成本低等优良的特点。本文详细介绍了光纤传感器原理、结构和特性等方面的内容以及光纤传感技术在油井分布式测温系统中的应用。

分布式光纤传感技术在桩基检测中的应用

桩基检测是分析桩基础施工质量的重要手段,有利于提高桩基检测的可靠性。文章对分布式光纤传感技术在桩基检测中的应用进行研究,在明确技术发展和应用原理的基础上,强调关键实施环节,希望能够起到积极的促进作用,不断提升分布式光纤传感技术的应用水平,为桩基检测工作提供更好的思路和方法。

分布式光纤传感技术在城市综合管廊的应用

地下综合管廊的建设刚刚在我国起步,其消防建设、智能化建设与管理方面普遍存在依据不足等问题,针对地下综合管廊工程中的火灾探测系统和隧道形变监测系统进行功能性分析,讨论其应用方案和技术难点,提出采用分布式光纤传感技术对地下管廊火灾和形变进行实时在线监测。

基于BOTDA分布式光纤传感技术的双排圆形桩变形特性及内力研究

为了解双排圆形桩在基坑支护中的变形规律和内力分布特性,结合BOTDA分布式光纤传感技术和深层位移监测技术对双排桩在基坑开挖过程中的变形及内力响应进行测试.通过在前、后排桩分别布设传感光缆,采集了从基坑开挖过程到稳定后的应变对双排桩的变形特性及内力,并引入数值模拟与之对比分析.研究结果表明:光纤监测推算的桩身扰度与相应位置的测斜监测的桩身侧向位移曲线规律基本一致,基坑整体变形较小且处于稳定状态,双排圆形桩起到了很好的支护效果;通过监测应变能真实反映桩身内力分布及传递规律,对比数值模拟成果,双排桩实测弯矩剪力值明显小于模拟值,分布规律基本一致,在前、后排桩上的系梁连接点及坑底以下2 m附近的弯矩较大,后排桩分担的荷载大于前排桩的;基坑开挖完成后,坑底以上土压力的分布形式呈现“上下部小,中部大”的中凸特征,实测土压力值也小于经典土压力法理论计算值.

分布式光纤传感测温系统在电抗器中的应用探讨

本文介绍了一种用于干式电抗器的基于拉曼散射与光时域反射相结合的分布式光纤测温系统及方法,目的是解决传统测试方法所存在的监测缺陷。这是一种在通过感温光缆及其组成系统应用在干式电抗器的温度监测,在设备温度数据监测到异常时,系统发出预警报告信号,避免问题在失控情况下持续发展,并将故障带来的损失降到最低程度,是一种整体构架简单、监控便捷、安全性高的测温系统。本文将着重对实现技术进行介绍。

分布式光纤测温技术在油田开发中的应用

用脉冲激光器向被测光纤发射光脉冲,在光纤中形成后向散射光和前向散射光,通过测量后向反射光的强度,就可以得出光纤所处的环境温度。其技术基础是光时域反射技术,分布式光纤测温技术即由此发展而来。分布式测温技术的主要优势在于光纤无须在检测区域内来回移动,无热滞后现象,无电缆拉伸或仪器浮动,能保证井内的温度平衡状态不受影响。综合介绍了井下分布式光纤测温技术的研究应用及测试工艺。