岩梁变形监测的分布式光纤传感技术

在模拟矿山开采引起的岩层运动时,将光纤传感器埋入模型的岩层中,研究采用光纤传感技术监测岩体变形的理论和技术。提出一种基于光时域反射技术的分布式光纤传感系统和一种新的测试方法,设计出新型光纤微弯传感器,该传感器既可以实现微弯,又可以实现宏弯。通过 2 m 相似材料模型实验,验证了光纤测试岩梁变形的可行性。

相似材料中光纤传感检测特性分析

为了解决相似材料模拟实验中的变形检测问题,基于光时域反射技术和光纤光栅传感技术,提出了在模拟实验中采用裸露光纤、一定结构光纤及光纤Bragg光栅作为传感器进行变形检测的方法,研究并分析了以上类型光纤传感器在1.2,2 m平面应力模型中随着相似材料变形的传输特性.结果表明:裸露光纤不易形成微弯;自制蛇形微弯光纤传感器可以较为准确地捕捉到材料内部的变形和破坏的信息;光纤Bragg光栅可以感知相似材料的应力变化.利用光时域反射技术检测时要采取措施增大岩层垮落过程中的光纤损耗,可进行较大变形测试;利用光纤Bragg光栅时要考虑波长的动态范围,可进行小变形及破坏过程测试.