论文摘要
我国是一个滑坡灾害极为频繁的国家,大型滑坡给人民生命财产和国民经济带来重大损失。随着传感技术的发展,一种分布式实时监测网络系统在其他工程领域得到初步应用。考虑到这种技术强大分布性的特点,也能将这种技术应用于边坡工程监测领域。本文对基于BOTDR技术的边坡监测系统基础理论进行初步研究,分析其技术要点,完成基于BOTDR光纤传感技术的监测系统框架构造,对实际应用中的若干关键问题提出解决方案,并对这些方案加以较为深入的分析和论证。本文研究内容具体包括以下几方面:1.调研边坡监测国内外发展现状,了解常用监测系统的基本组成、功能和关键技术,掌握目前各种传感技术的发展状况。2.深入学习边坡监测的基础理论,充分认识边坡失稳崩滑的机理和形态特征,总结边坡监测中坡体结构与监测特征量的对应关系。3.分析目前监测技术与监测系统的缺憾,找到当前边坡监测方向的几个切入点,系统学习基于BOTDR分布式光纤传感技术的监测理论并总结出技术要点。4.对基于BOTDR光纤传感技术的监测系统构成进行研究,完成其框架构建。5.通过借他人的多点加载试验,论证了从三维光纤监测网络得到边坡空间位移分布状态可能性。6.利用具体的工程监测实例,讨论利用数值模拟技术确定监测系统中空间监测区域的定位和监测精度问题。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 研究背景与现状1.1.1 研究背景1.1.2 研究现状1.2 研究基本思路1.3 研究意义及目的1.4 本文主要研究内容第二章 边坡监测基本理论2.1 引言2.2 边坡坡体结构类型及失稳机理2.2.1 自然山坡类型划分及变形状态2.2.2 坡体结构类型分类和监测特征量的确定2.2.3 边坡变形失稳形态及特征2.2.4 坡体失稳变形阶段与机理2.3 边坡监测特征量的特点2.4 边坡变形监测与预报的关系2.4.1 滑坡时间预报阶段2.4.2 边坡位移监测资料的分析2.4.3 监测与预报的关系2.5 本章小结第三章 基于 BOTDR 应变监测的基本原理3.1 引言3.2 OTDR 技术的基本原理3.3 BOTDR 技术应变监测的基本原理3.3.1 BOTDR 技术概述3.3.2 频移与光纤拉伸应变的关系确定3.3.3 频移与光纤拉伸应变的关系验证3.3.4 温度与应变的同时监测（频移分离技术）3.4 关于距离分解度3.5 本章小结第四章 基于 BOTDR 边坡变形监测系统初步构建4.1 引言4.2 系统的总体结构4.2.1 监测系统的分类和设计原则4.2.2 监测系统的结构与构成4.3 系统各部分的主体功能4.4 虚拟仪器技术及其在 BOTDR 监测系统中的应用4.4.1 虚拟仪器技术4.4.2 基于虚拟仪器技术的边坡监测系统4.5 监测系统构建中涉及的几个关键问题4.5.1 坡体三维变形空间分布的确定4.5.2 基于数值模拟技术的网络布设方法4.5.3 系统中可视化和三维图形技术的应用4.5.4 健康诊断中预测预报模型选择与分析4.6 本章小结第五章 基于有限分布数据的边坡变形空间分布模拟5.1 引言5.2 用于坡面变形监测的实验模拟5.2.1 实验仪器及其参数5.2.2 光纤传感网络5.2.3 光纤传感网络布置及加载5.2.4 实验结果分析5.2.5 边坡监测工程的三维变形模拟5.3 用于坡面下不同深度点位移的实验模拟5.3.1 实验方案及光纤传感器布置5.3.2 实验加载及数据采集与处理5.3.3 实验数据分析5.4 实际应用中的几个问题5.4.1 光纤网铺设5.4.2 距离分解度的影响5.4.3 温度和湿度的影响及光纤的疲劳效应5.4.4 实际变形量计算5.5 本章小结第六章 数值模拟在边坡监测设计中的应用6.1 引言6.2 工程概况及模型建立6.2.1 工程概况及参数选用6.2.2 模型建立及分析思路6.3 静力初始平衡状态6.3.1 应力分析6.3.2 应变分析6.3.3 位移分析6.4 孔隙水稳定流动状态6.4.1 物理参数的设置和孔压边界设定6.4.2 渗流稳定后坝体的孔压分析6.5 坡面加压后的平衡状态分析6.5.1 应变分析6.5.2 位移分析6.6 边坡监测网络布设方法6.7 本章小结第七章 结语与展望7.1 主要工作和成果7.2 下一步工作设想参考文献致谢作者简介
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