复合光纤装置监测滑坡可行性的试验研究

论文摘要

山体滑坡一直是自然界中发生的危害性较大的灾害,人们不断在寻求如何更好的监测到滑坡的前期信息,并研究出了一些常用监测方法,但其各有优缺点。近来光纤传感技术逐渐进入了人们的视野,利用光纤来进行监测具备很多传统方法无法比拟的优点,本文在总结目前国内外光纤传感技术发展现状的基础上提出一种新的光纤监测方法以及复合光纤装置。这种装置基于光纤时域反射技术(Optic Time Domain Reflectomery)能够实现高初始精度、大量程和方向性的判定。本文主要完成的工作有以下几方面:①分析了光纤传感技术应用于山体滑坡监测的国内外研究现状。②从自主设计蝴蝶结研究出发研制了复合光纤装置,并把复合光纤装置应用于室内外试验,取得了很好的效果。③探索基于光时域反射技术,远程、实时同步获取岩土体力学信息、确定运动方向的基本方法,为揭示滑坡产生的变形运动规律和力学机制奠定基础。④开展基于复合光纤装置监测边坡稳定性的模拟试验,并与测斜仪相比对,证实了复合光纤装置的可行性,为滑坡等地质灾害提供准确有效的预测手段。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 山体滑坡监测发展状况
• 1.3 光纤传感技术应用于山体滑坡研究现状
• 1.4 本课题研究的意义及主要内容
• 1.5 本章小结
• 2 光纤传感技术的基本理论
• 2.1 引言
• 2.2 光纤原理
• 2.2.1 光纤结构
• 2.2.2 光纤的类型
• 2.2.3 光纤的传输理论
• 2.2.4 光纤的传输模式
• 2.2.5 光纤的损耗
• 2.3 光纤传感技术分类
• 2.4 光纤传感技术的展望
• 2.4.1 各个领域的应用前景
• 2.4.2 岩土工程领域中的应用
• 2.5 本章小结
• 3 应用于山体滑坡的几种光纤传感技术比较
• 3.1 功率计
• 3.2 OTDR
• 3.3 BOTDR
• 3.4 FBG 解调仪
• 3.5 演化技术
• 3.6 本章小结
• 4 复合光纤装置的构建与试验
• 4.1 复合光纤检测装置原理
• 4.1.1 复合光纤装置涉及的基本理论
• 4.1.2 复合光纤装置的结构
• 4.2 复合光纤装置的应用
• 4.2.1 复合光纤装置的室内试验
• 4.2.2 复合光纤装置的基本应用
• 4.3 本章小结
• 5 现场试验与结果展望
• 5.1 测斜仪简介
• 5.2 现场试验
• 5.2.1 试验方案简介
• 5.2.2 现场试验结果
• 5.3 未来展望
• 5.3.1 开展复合光纤联合研究
• 5.3.2 开展多点连续测量研究
• 5.3.3 开展基于复合光纤装置的软硬件研究
• 5.4 本章小结
• 6 全文总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录