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滑坡地下渗流流速的光纤光栅监测装置研发
被引量：
1
1
作者
杨坤
徐卫亚
+3 位作者
孟永东
张伟杰
沐清云
蔡征龙
《三峡大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2024年第2期1-7,共7页
地下渗流是影响滑坡稳定性的重要因素之一,实现渗流相关物理指标的实时有效监测是准确分析滑坡地下水响应规律和滑坡演化过程的关键.常规渗流监测装置无法兼具渗流速率和流向两个关键参数,且存在抗干扰能力弱、监测成本高、精度低的局限...
地下渗流是影响滑坡稳定性的重要因素之一,实现渗流相关物理指标的实时有效监测是准确分析滑坡地下水响应规律和滑坡演化过程的关键.常规渗流监测装置无法兼具渗流速率和流向两个关键参数,且存在抗干扰能力弱、监测成本高、精度低的局限性.结合主动加热光纤光栅法的温度传感特性和地下渗流场中的热对流规律,研发滑坡体渗流速率和流向的光纤光栅监测装置,建立基于测孔温度光纤光栅示踪的渗流监测系统.通过开展模型试验对监测装置和监测系统的有效性进行验证,研究结果表明:通过对测孔各方位光纤光栅的温度特征值变化率kη实施监测,可准确识别地下渗流的流速和流向;在流速量程1.2×10^(-4)~3.0×10^(-4)m/s范围内,装置对渗流速率具有较好的线性度和监测能力,装置监测渗流速率的误差占比11.2%,渗流流向的识别精度为11°左右.该装置的研发为库岸滑坡体地下渗流的精细监测提供了一种新的方法和技术手段.
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关键词
滑坡
渗流监测
光纤
布拉格
光栅
主动
加热
光纤
法
牛顿冷却定律
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职称材料
基于AHFO-FBG的黄土含水率不同率定方法对比分析
被引量：
1
2
作者
程伟
孙梦雅
+3 位作者
徐洪兵
施斌
郭君仪
刘洁
《工程地质学报》
CSCD
北大核心
2023年第3期1073-1083,共11页
主动加热光纤布拉格光栅法(Actively Heated Fiber-Optic method based on Fiber Bragg grating method,AHFO-FBG method)因具有体积小、测温精度高、准分布式测量、抗电磁干扰、耐腐蚀等优点,近年来成为含水率测量技术的研究热点。研...
主动加热光纤布拉格光栅法(Actively Heated Fiber-Optic method based on Fiber Bragg grating method,AHFO-FBG method)因具有体积小、测温精度高、准分布式测量、抗电磁干扰、耐腐蚀等优点,近年来成为含水率测量技术的研究热点。研究该技术的率定方法对提高含水率测量的精准性和适用性是十分关键的,但现有研究中均未涉及到此内容。因此,本文采用自主研发的AHFO-FBG传感器对黄土开展了一系列率定试验,研究了ΔT_(max)和ΔT_(cum)两种率定方法的含水率率定结果,对此两种方法进行了对比分析。同时,进一步探究了不同加热时长和不同加热功率对ΔT_(max)法和ΔT_(cum)法率定结果的影响。研究结果表明:ΔT_(max)和ΔT_(cum)法均可得到良好的含水率率定结果,ΔT_(max)法的RMSE比ΔT_(cum)法高0.001 m^(3)·m^(-3),ΔT_(cum)法的测量优势不是很显著。在相同加热功率下,ΔT_(max)法和ΔT_(cum)法均在较短加热时间下的测量误差较小,且加热时间越短,ΔT_(cum)法较ΔT_(max)法的优势越明显;在相同加热时间下,低功率(5~10 W·m^(-1))时ΔT_(max)法的RMSE较小,高功率(15~35 W·m^(-1))时ΔT_(cum)法的RMSE较小,且适当的增加热功率有助于减少含水率率定误差。研究成果为AHFO-FBG技术实现土体含水率的精确测量和进一步应用提供了依据。
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关键词
主动
加热
光纤
布拉格
光栅
(
ahfo-fbg
)
法
最大温升值
法
(ΔT_(max))
累积温升值
法
(ΔT_(cum))
加热
时间和功率
误差分析
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职称材料
AH-FBG水流流速传感器研制与试验研究
被引量：
1
3
作者
孙梦雅
施斌
+4 位作者
张婉玲
刘瑾
魏广庆
韩贺鸣
井淼
《东南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期876-885,共10页
为了解决当前水流流速传感器易受电磁干扰、集成困难的问题,基于主动加热光纤布拉格光栅(AH-FBG)技术和热对流原理,研制了一种能够用于水流流速测量及流向初步识别的AH-FBG传感器.通过室内试验探究了该传感器用于水流流速测量和流向初...
为了解决当前水流流速传感器易受电磁干扰、集成困难的问题,基于主动加热光纤布拉格光栅(AH-FBG)技术和热对流原理,研制了一种能够用于水流流速测量及流向初步识别的AH-FBG传感器.通过室内试验探究了该传感器用于水流流速测量和流向初步识别的可行性,以及加热功率对测量结果的影响.研究结果表明:AH-FBG传感器中6个光纤布拉格光栅(FBG)的温度特征值均与水流流速呈负相关关系,温度特征值与水流流速标定公式的拟合度高达0.98,可用于水流流速计算;传感器外部2组FBG可用于初步识别水流方向,利用每组中的具有较小温度特征值的FBG识别潜在迎水区,2个潜在迎水区的交集范围即为实际流向的范围;温度特征值增量与加热功率呈线性正相关关系,在一定范围内提高加热功率能够增强AH-FBG传感器对水流速度测量和流向识别的灵敏性.
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关键词
水流流速
流向
主动
加热
光纤
布拉格
光栅
法
温度特征值
加热
功率
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职称材料
题名
滑坡地下渗流流速的光纤光栅监测装置研发
被引量：
1
1
作者
杨坤
徐卫亚
孟永东
张伟杰
沐清云
蔡征龙
机构
三峡大学湖北长江三峡滑坡国家野外科学观测研究站
三峡大学水利与环境学院
河海大学岩土工程科学研究所
出处
《三峡大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2024年第2期1-7,共7页
基金
国家自然科学基金重点项目(51939004)。
文摘
地下渗流是影响滑坡稳定性的重要因素之一,实现渗流相关物理指标的实时有效监测是准确分析滑坡地下水响应规律和滑坡演化过程的关键.常规渗流监测装置无法兼具渗流速率和流向两个关键参数,且存在抗干扰能力弱、监测成本高、精度低的局限性.结合主动加热光纤光栅法的温度传感特性和地下渗流场中的热对流规律,研发滑坡体渗流速率和流向的光纤光栅监测装置,建立基于测孔温度光纤光栅示踪的渗流监测系统.通过开展模型试验对监测装置和监测系统的有效性进行验证,研究结果表明:通过对测孔各方位光纤光栅的温度特征值变化率kη实施监测,可准确识别地下渗流的流速和流向;在流速量程1.2×10^(-4)~3.0×10^(-4)m/s范围内,装置对渗流速率具有较好的线性度和监测能力,装置监测渗流速率的误差占比11.2%,渗流流向的识别精度为11°左右.该装置的研发为库岸滑坡体地下渗流的精细监测提供了一种新的方法和技术手段.
关键词
滑坡
渗流监测
光纤
布拉格
光栅
主动
加热
光纤
法
牛顿冷却定律
Keywords
landslides
seepage monitoring
fiber Bragg grating
active heated fiber optic
Newton’s cooling law
分类号
TU43 [建筑科学—岩土工程]
在线阅读
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职称材料
题名
基于AHFO-FBG的黄土含水率不同率定方法对比分析
被引量：
1
2
作者
程伟
孙梦雅
徐洪兵
施斌
郭君仪
刘洁
机构
南京大学
中国建筑西南勘察设计研究院有限公司
出处
《工程地质学报》
CSCD
北大核心
2023年第3期1073-1083,共11页
基金
国家自然科学基金重点项目(资助号:42030701)
国家重大科研仪器研制项目(资助号:41427801)。
文摘
主动加热光纤布拉格光栅法(Actively Heated Fiber-Optic method based on Fiber Bragg grating method,AHFO-FBG method)因具有体积小、测温精度高、准分布式测量、抗电磁干扰、耐腐蚀等优点,近年来成为含水率测量技术的研究热点。研究该技术的率定方法对提高含水率测量的精准性和适用性是十分关键的,但现有研究中均未涉及到此内容。因此,本文采用自主研发的AHFO-FBG传感器对黄土开展了一系列率定试验,研究了ΔT_(max)和ΔT_(cum)两种率定方法的含水率率定结果,对此两种方法进行了对比分析。同时,进一步探究了不同加热时长和不同加热功率对ΔT_(max)法和ΔT_(cum)法率定结果的影响。研究结果表明:ΔT_(max)和ΔT_(cum)法均可得到良好的含水率率定结果,ΔT_(max)法的RMSE比ΔT_(cum)法高0.001 m^(3)·m^(-3),ΔT_(cum)法的测量优势不是很显著。在相同加热功率下,ΔT_(max)法和ΔT_(cum)法均在较短加热时间下的测量误差较小,且加热时间越短,ΔT_(cum)法较ΔT_(max)法的优势越明显;在相同加热时间下,低功率(5~10 W·m^(-1))时ΔT_(max)法的RMSE较小,高功率(15~35 W·m^(-1))时ΔT_(cum)法的RMSE较小,且适当的增加热功率有助于减少含水率率定误差。研究成果为AHFO-FBG技术实现土体含水率的精确测量和进一步应用提供了依据。
关键词
主动
加热
光纤
布拉格
光栅
(
ahfo-fbg
)
法
最大温升值
法
(ΔT_(max))
累积温升值
法
(ΔT_(cum))
加热
时间和功率
误差分析
Keywords
Active Heated Fiber Optical method
Maximum temperature rise method(ΔT max)
Cumulative temperature rise method(ΔT cum)
Heating time and power
Error analysis
分类号
TU411 [建筑科学—岩土工程]
在线阅读
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职称材料
题名
AH-FBG水流流速传感器研制与试验研究
被引量：
1
3
作者
孙梦雅
施斌
张婉玲
刘瑾
魏广庆
韩贺鸣
井淼
机构
河海大学地球科学与工程学院
南京大学地球科学与工程学院
苏州南智传感科技有限公司
出处
《东南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期876-885,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(42030701,42307189)。
文摘
为了解决当前水流流速传感器易受电磁干扰、集成困难的问题,基于主动加热光纤布拉格光栅(AH-FBG)技术和热对流原理,研制了一种能够用于水流流速测量及流向初步识别的AH-FBG传感器.通过室内试验探究了该传感器用于水流流速测量和流向初步识别的可行性,以及加热功率对测量结果的影响.研究结果表明:AH-FBG传感器中6个光纤布拉格光栅(FBG)的温度特征值均与水流流速呈负相关关系,温度特征值与水流流速标定公式的拟合度高达0.98,可用于水流流速计算;传感器外部2组FBG可用于初步识别水流方向,利用每组中的具有较小温度特征值的FBG识别潜在迎水区,2个潜在迎水区的交集范围即为实际流向的范围;温度特征值增量与加热功率呈线性正相关关系,在一定范围内提高加热功率能够增强AH-FBG传感器对水流速度测量和流向识别的灵敏性.
关键词
水流流速
流向
主动
加热
光纤
布拉格
光栅
法
温度特征值
加热
功率
Keywords
water flow velocity
flow direction
actively heated fiber Bragg grating(AH-FBG)method
temperature characteristic value
heating power
分类号
TU411.2 [建筑科学—岩土工程]
在线阅读
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
滑坡地下渗流流速的光纤光栅监测装置研发
杨坤
徐卫亚
孟永东
张伟杰
沐清云
蔡征龙
《三峡大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于AHFO-FBG的黄土含水率不同率定方法对比分析
程伟
孙梦雅
徐洪兵
施斌
郭君仪
刘洁
《工程地质学报》
CSCD
北大核心
2023
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
AH-FBG水流流速传感器研制与试验研究
孙梦雅
施斌
张婉玲
刘瑾
魏广庆
韩贺鸣
井淼
《东南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
在线阅读
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职称材料
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