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双煤层重复采动下覆岩运移−裂隙演化的光频域反射响应机制研究
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作者 程详 姜亚楠 +4 位作者 周江 赵光明 王坤 汪安宏 韩广辉 《工矿自动化》 北大核心 2025年第10期16-25,共10页
目前光频域反射(OFDR)技术在多煤层应力监测中取得一定进展,但针对双煤层重复采动场景,采用OFDR技术对覆岩裂隙动态演化的研究仍较少。以中煤新集能源股份有限公司新集一矿360608工作面为工程背景,通过布设水平与垂直光纤网络,结合OFDR... 目前光频域反射(OFDR)技术在多煤层应力监测中取得一定进展,但针对双煤层重复采动场景,采用OFDR技术对覆岩裂隙动态演化的研究仍较少。以中煤新集能源股份有限公司新集一矿360608工作面为工程背景,通过布设水平与垂直光纤网络,结合OFDR技术,分析6−1煤层在8煤层已采与未采区域的覆岩变形光纤响应差异,揭示上煤层已采区域与未采区域对下煤层回采覆岩破坏特征的作用机理。研究结果表明:①上行8煤层回采完毕覆岩裂隙呈“不规则梯形”状态,切眼侧垮落角为48°,终采线侧垮落角为36°,裂隙发育高度为32.5 cm。②8煤层未采区域,6−1煤层开采时覆岩呈典型“砌体梁”结构演化,裂隙发育高度为53 cm,光纤应变变化平缓(峰值≤55.5με)。③8煤层已采区域,重复采动导致覆岩结构弱化,裂隙发育高度增至76.25 cm(较未采区增加23.25 cm),光纤应变剧烈波动(峰值达9987με),关键层破断诱发“阶梯式”裂隙贯通,煤壁侧裂隙发育高度及应变增幅均显著大于切眼侧。④现场监测8煤层未采状态裂隙发育高度约53 m,与相似模拟结果一致。研究证实上煤层采空区通过应力转移与结构弱化,使下煤层裂隙发育高度提升43.9%,应变量级增大3~5倍,为多煤层安全开采及灾害防控提供理论依据。 展开更多
关键词 近距离双煤层下行开采 双煤层重复采动 光频反射技术 覆岩运移 裂隙演化 上煤层已采区 上煤层未采区 下煤层回采
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基于OFDR的带式输送机全域智能精准测温系统设计
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作者 任保将 唐民 +4 位作者 杜锋 富佳兴 高贵恒 崔明 王志浩 《工矿自动化》 北大核心 2025年第8期15-24,共10页
带式输送机沿线温度快速精准测定在煤矿外因火灾预防中起核心作用。基于光时域反射(OTDR)的分布式光纤测温是目前主流的带式输送机沿线测温技术,但存在测温精度不足、定位误差较大等问题。针对该问题,提出了一种基于光频域反射(OFDR)的... 带式输送机沿线温度快速精准测定在煤矿外因火灾预防中起核心作用。基于光时域反射(OTDR)的分布式光纤测温是目前主流的带式输送机沿线测温技术,但存在测温精度不足、定位误差较大等问题。针对该问题,提出了一种基于光频域反射(OFDR)的带式输送机全域智能精准测温系统,通过分析系统技术路线和架构,确定以拉曼散射为理论基础、快速傅里叶变换为信号处理算法,选择可调谐半导体激光器,设计了4层复合结构的OFDR光缆,直径为4 mm,较传统OTDR光缆减小50%,最大拉伸强度提高33%,最大抗压强度提升233%。在山西高和能源有限公司南翼一部带式输送机沿线开展工业性试验,结果表明,该系统在1 a内运行稳定,系统巡检周期为12.5 s,测温准确度为0.5℃,定位准确度为0.25 m,均满足NB/T 10183—2019《矿用分布式光纤测温装置》要求且优于目前行业较高水平,同时能够可靠实现温度超限、温升速率、温差报警功能。 展开更多
关键词 带式输送机 输送带沿线测温 光纤测温 光时反射 光频反射 ofdr OTDR
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基于光频域反射技术的破碎带盾构隧道管片监测研究 被引量:6
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作者 洪成雨 周子平 +2 位作者 陈伟斌 付艳斌 沈翔 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2022年第10期1729-1737,共9页
为探究盾构施工过程中不同地质条件与注浆作用对盾构隧道管片变形的影响规律,依托地质条件复杂的珠江三角洲某盾构隧道工程,采用在空间分辨率及传感精度方面具有显著优势的光频域反射(OFDR)分布式光纤传感技术,进行不同空间位置与不同... 为探究盾构施工过程中不同地质条件与注浆作用对盾构隧道管片变形的影响规律,依托地质条件复杂的珠江三角洲某盾构隧道工程,采用在空间分辨率及传感精度方面具有显著优势的光频域反射(OFDR)分布式光纤传感技术,进行不同空间位置与不同地质条件下隧道管片的监测研究。其中,监测环选取位于破碎带外的1 529环、1 538环及破碎带内的1 551环,传感光纤沿隧道管片钢筋笼纵筋布设。研究表明:1)注浆对隧道管片的变形影响十分显著,同步注浆后管片发生的变形是二次注浆后管片变形的3倍。2)不同地质条件下管片变形差异性明显,破碎带内管片相对于破碎带外管片的变形较大且不稳定;当隧道管片进入到完整的岩层内部,管片变形相对稳定。3)破碎带内的管片变形是破碎带外的管片变形的2.6倍。 展开更多
关键词 注浆 盾构隧道管片 变形 光频反射技术 管片监测 破碎带
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基于光频域反射技术的光纤传感网络性能分析方法 被引量:2
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作者 崔雪英 项敏敏 《激光杂志》 CAS 北大核心 2023年第2期164-168,共5页
现有方法无法实现温度与应变的精准检测,为了提升光纤传感网络的传感性能,扩展光纤传感网络应用范围,设计了基于光频域反射技术的光纤传感网络性能分析。可调谐激光器将扫描激光传送至耦合器中,耦合器分散激光后分别传送至反射镜以及光... 现有方法无法实现温度与应变的精准检测,为了提升光纤传感网络的传感性能,扩展光纤传感网络应用范围,设计了基于光频域反射技术的光纤传感网络性能分析。可调谐激光器将扫描激光传送至耦合器中,耦合器分散激光后分别传送至反射镜以及光纤光栅阵列中,激光传送至光纤光栅阵列后利用耦合器生成主干涉仪,主干涉仪将光传送至光电探测器中形成拍频信号;传送至反射镜的激光由马赫-曾德尔干涉仪接收后形成辅助反射仪,辅助反射仪将光传送至光电探测器形成另一个拍频信号。通过两个拍频信号间的差异完成光纤传感网络复用;依据两个拍频信号频率呈现光纤光栅位置信息,实现光纤传感网络的光栅位置信息解调,通过复用与光栅位置信息解调完成光纤传感网络的传感。实验结果表明,本方法线性拟合度的结果高达0.998 6,光纤传感网络可实现温度与应变的精准检测,应用性能广泛。 展开更多
关键词 光频 反射技术 光纤传感网络 光电探测器 拍频信号 位置信息解调
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基于光频域反射原理的PON监测方案研究 被引量:5
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作者 陈彪 张引发 刘涛 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2012年第6期36-39,共4页
就PON系统而言,传统的OTDR监测方法不能从中心局端同时监测所有的分布光纤,而且当分布光纤长度相近时无法分辨故障发生在哪条光纤。针对上述问题,提出了基于光频域反射原理的PON监测方案。通过对关键技术的讨论以及对监测系统仿真实验,... 就PON系统而言,传统的OTDR监测方法不能从中心局端同时监测所有的分布光纤,而且当分布光纤长度相近时无法分辨故障发生在哪条光纤。针对上述问题,提出了基于光频域反射原理的PON监测方案。通过对关键技术的讨论以及对监测系统仿真实验,证明了该方案可以对PON网络所有分布光纤同时实现快速有效监测,缩短了故障判断时间,提高了运维的效率,降低了运维成本。 展开更多
关键词 PON 监测技术 光频反射 OTDR
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光频域分析光纤压力传感技术研究 被引量:5
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作者 洪成雨 黄金生 +2 位作者 陈伟斌 李家聪 杨国强 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期738-744,共7页
本研究结合增材制造制备OFDR(Optical Frequency Domain Reflectometry)分布式压力传感器,考虑填充密度对打印模型应变变化的影响并对OFDR分布式压力传感器进行室内标定试验。结果表明:(1)在打印过程中,模型同一密度不同位置点的内部温... 本研究结合增材制造制备OFDR(Optical Frequency Domain Reflectometry)分布式压力传感器,考虑填充密度对打印模型应变变化的影响并对OFDR分布式压力传感器进行室内标定试验。结果表明:(1)在打印过程中,模型同一密度不同位置点的内部温度变化量趋于一致。(2)随着模型填充密度的增加,压力传感器的灵敏度呈减小趋势。当填充密度分别为20%、40%、60%、80%、100%时,对应的传感器量程分别为4.00 MPa、8.80 MPa、11.88 MPa、7.92 MPa、3.828 MPa,传感器的灵敏度依次为0.269με/kPa、0.203με/kPa、0.165με/kPa、0.149με/kPa、0.101με/kPa。(3)压力传感器的应变变化量与加载的应力变化具有良好的线性关系,聚乳酸脂打印耗材的弹性恢复能力表现良好。因此,将光频域分布式光纤嵌入到增材制造的模型内部制作而成的压力传感器,不但克服了一些传统的传感器易受电磁干扰、传感参数调节不灵活、制作流程复杂等缺点,而且缩短了传感器的研发和生产周期,降低生产成本。 展开更多
关键词 光频反射技术 增材制造 压力传感器 聚乳酸脂
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基于OFDR的混凝土收缩与裂缝监测方法
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作者 段文聪 李英明 陶强胜 《建筑材料学报》 北大核心 2025年第9期937-946,共10页
基于光频域反射(OFDR)技术,利用分布式光纤应变分析仪提出了一种精确测量混凝土收缩与裂缝发展的方法;通过室内试验研究在粉煤灰(FA)取代30%水泥的基础上,单掺体积分数为0.2%的聚丙烯纤维(PPF)或1%钢纤维(SF)及其复掺对自密实混凝土(SCC... 基于光频域反射(OFDR)技术,利用分布式光纤应变分析仪提出了一种精确测量混凝土收缩与裂缝发展的方法;通过室内试验研究在粉煤灰(FA)取代30%水泥的基础上,单掺体积分数为0.2%的聚丙烯纤维(PPF)或1%钢纤维(SF)及其复掺对自密实混凝土(SCC)收缩行为和裂缝形态的影响。结果表明:该方法可以通过收缩与裂缝形成和扩展产生的应变场准确识别、定位、跟踪并量化裂缝演变过程;在FA取代30%水泥的基础上,单掺1%SF可以使SCC干缩应变从725μm/m降低到314μm/m,1%SF和0.2%PPF复掺可以使SCC收缩裂缝宽度从2.10 mm减小至0.07 mm。 展开更多
关键词 自密实混凝土 光频反射技术 钢纤维 聚丙烯纤维 干燥收缩
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基于OFDR技术的深层土体水平位移场监测研究 被引量:16
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作者 仇唐国 孙阳阳 +1 位作者 卢天鸣 朱少华 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第1期108-112,共5页
深层土体水平位移场监测是基坑安全开挖的重要指标,现有测斜法耗费大量人力,且精度较低,但仍是当前获得水平位移的主要方法。该文提出了一种基于光频域反射(OFDR)技术的分布式光纤测量法,推导了应变-挠曲变形转换关系,通过室内实验进行... 深层土体水平位移场监测是基坑安全开挖的重要指标,现有测斜法耗费大量人力,且精度较低,但仍是当前获得水平位移的主要方法。该文提出了一种基于光频域反射(OFDR)技术的分布式光纤测量法,推导了应变-挠曲变形转换关系,通过室内实验进行了验证,证实了分布式光纤测斜的可行性和准确性,且基于OFDR的测量方法在苏州某基坑工程中得到了应用,准确详细地获取了基坑在开挖过程深层土体位移信息。 展开更多
关键词 水平位移场 光频反射(ofdr) 分布式光纤 光纤传感 基坑工程
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基于OFDR/WDM的光纤光栅传感网络研究 被引量:9
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作者 李志全 黄丽娟 +2 位作者 吴飞 王会波 腾峰成 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期86-88,共3页
应用光频域反射复用技术与波分复用技术 ,解决了光纤光栅传感网络的寻址问题 ;使用可调谐滤波器 ,实现了复用信号的解调 ;具体地分析了光频域反射复用技术的基本原理 ,从理论上推算了系统的空间分辨率和测量范围 ,并进行了 3× 3光... 应用光频域反射复用技术与波分复用技术 ,解决了光纤光栅传感网络的寻址问题 ;使用可调谐滤波器 ,实现了复用信号的解调 ;具体地分析了光频域反射复用技术的基本原理 ,从理论上推算了系统的空间分辨率和测量范围 ,并进行了 3× 3光栅阵列传感网络的实验研究 该方案充分利用了光信号的频率和波长信息 ,在光源功率足够大的前提下 ,显示出新设计的传感网络具有寻址和解调几百个光栅信号的潜在能力 。 展开更多
关键词 光纤光栅 光频反射复用(ofdr) 波分复用(WDM) 传感网络
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基于大规模光栅阵列光纤的分布式传感技术及应用综述 被引量:21
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作者 桂鑫 李政颖 +2 位作者 王洪海 王立新 郭会勇 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期747-776,共30页
光纤布拉格光栅传感技术因其具有高灵敏度、抗电磁干扰、体积小及易复用等特性而广泛应用于恶劣环境的温度、应变及振动等物理量检测。基于在线光纤拉丝塔的大规模光栅阵列光纤制备方法的实现,突破了传统光纤光栅分布式传感技术受限于... 光纤布拉格光栅传感技术因其具有高灵敏度、抗电磁干扰、体积小及易复用等特性而广泛应用于恶劣环境的温度、应变及振动等物理量检测。基于在线光纤拉丝塔的大规模光栅阵列光纤制备方法的实现,突破了传统光纤光栅分布式传感技术受限于机械强度和制备工艺复杂的限制,大大拓展了其在分布式传感领域的应用。本文系统地介绍了大规模光栅阵列光纤的制备、分布式解调方法与应用进展,从大规模光栅阵列光纤的在线制备技术,以及基于该阵列光纤的分布式传感解调技术,包括准静态波长解调技术、高速波长解调技术以及增强型动态相位解调技术等,特别关注解调速度、空间分辨率、复用容量等关键技术及传感性能。同时还介绍了基于大规模光栅阵列光纤的应用包括温度、应变分布式的准静态应用领域,以及振动分布式的相位动态应用领域等,包括大型建筑、机械、航空航天、石油化工等诸多领域的安全监测、故障诊断等工程应用方面。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 光纤分布式传感 光时反射技术 光频反射技术
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光纤光栅传感技术的优势与应用 被引量:22
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作者 李亮 夏爱军 +1 位作者 逯锋兵 吴斌 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2007年第7期62-64,共3页
从光纤传感技术的优势出发,介绍了一种新型功能强大的光纤传感技术-光纤光栅传感器。着重论述了分布式光纤光栅的关键技术和光纤光栅传感器产品的应用情况,分析了光纤传感技术的未来发展趋势。
关键词 光纤布喇格光栅(FBG) 分布式光纤光栅传感器 时分复用(TDM) 光频反射复用(ofdr)
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地铁地下车站装配式结构施工受力特征监测分析
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作者 洪成雨 林楷哲 +5 位作者 饶伟 陈湘生 邱桐 张斌 戴继 贾科 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第3期511-520,共10页
为解决地铁地下车站装配式结构质量与尺寸大、施工工况多,极易导致结构的变形和应力集中造成的损伤问题,基于高精度、高空间分辨率分布式OFDR技术,对地下装配式结构侧墙内部连续空间的应变进行监测,探索侧墙、顶板、相邻块的拼装,以及... 为解决地铁地下车站装配式结构质量与尺寸大、施工工况多,极易导致结构的变形和应力集中造成的损伤问题,基于高精度、高空间分辨率分布式OFDR技术,对地下装配式结构侧墙内部连续空间的应变进行监测,探索侧墙、顶板、相邻块的拼装,以及车站顶部回填土在多种施工工况下对侧墙内部变形特征的影响;量化分析不同施工工况对侧墙应变场与弯矩分布特征的影响规律,探究多种施工工况对侧墙结构中部与端部弯矩的贡献度,总结地铁地下车站装配式结构高风险点对应的施工工况。研究结果表明:1)侧墙在拼装与顶部回填土阶段呈现较明显的压弯效应,顶部回填土施工阶段为装配式侧墙结构的最不利工况。2)支撑倒换与侧壁回填工序会增大侧墙结构的弯矩,平均增幅分别为42.8%与19.3%;顶部土体回填期间,B1、B2侧墙最大弯矩分别较前一阶段增长510%、252%。3)侧墙两端与中部弯矩随拼装与回填土工况的进行而不断增大,产生明显弯曲效应。顶部回填土阶段对中部、顶部、底部的弯矩平均贡献度分别为70.4%、69.4%、55.1%;由于上部回填土对侧墙弯矩贡献度最大,回填土施工阶段需要关注上部回填土压力对拼装车站侧墙结构受力的影响。 展开更多
关键词 地铁 地下车站 装配式结构 光频反射技术 施工工况 受力特征
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分布式光纤传感技术在蜗壳模型试验中的应用 被引量:12
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作者 李洁 张宏战 +2 位作者 任亮 李宏男 袁超林 《压电与声光》 CAS 北大核心 2019年第1期17-20,共4页
分布式光纤传感器与传统应变片和光纤光栅传感器相比,具有分布式测量的显著特点,成为传感器领域的研究热点。随着技术的进步,基于瑞利散射的光频域反射技术(OFDR)得到了迅速的发展。该文介绍了OFDR的测量原理,并将分布式光纤传感器应用... 分布式光纤传感器与传统应变片和光纤光栅传感器相比,具有分布式测量的显著特点,成为传感器领域的研究热点。随着技术的进步,基于瑞利散射的光频域反射技术(OFDR)得到了迅速的发展。该文介绍了OFDR的测量原理,并将分布式光纤传感器应用于蜗壳模型试验中。为检验蜗壳充水后的变形规律,检查蜗壳和混凝土的整体安全性和设计的合理性,对蜗壳试验过程中外围混凝土应变进行监测。通过分布式光纤传感器在每级水压加载下产生的应变,获得蜗壳模型外部变形以及裂缝发展的情况。实验结果表明,分布式光纤传感器能够真实地反应结构物的应变分布,及时准确地监测蜗壳模型在加压作用下混凝土变形及开裂情况,对结构的损伤进行识别。 展开更多
关键词 分布式光纤传感器 光频反射技术(ofdr) 结构健康监测 损伤识别 蜗壳 模型试验
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荷载作用下砂土边坡-管道相互作用试验研究 被引量:3
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作者 喻文昭 朱鸿鹄 +3 位作者 王德洋 谢天铖 裴华富 施斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1309-1320,共12页
随着我国西气东输、南水北调等重大工程的快速推进,埋地管道不可避免地会穿越高陡山区,并受到区域地形地貌的影响,而关于边坡-管道相互作用机制的认识还相对滞后,相关研究亟需加强。基于分布式光纤应变传感(distributed strain sensing... 随着我国西气东输、南水北调等重大工程的快速推进,埋地管道不可避免地会穿越高陡山区,并受到区域地形地貌的影响,而关于边坡-管道相互作用机制的认识还相对滞后,相关研究亟需加强。基于分布式光纤应变传感(distributed strain sensing,简称DSS)、粒子图像测速(particle image velocimetry,简称PIV)技术,开展加载工况下砂土边坡-管道相互作用的室内模型试验,探究了临坡地基极限承载力的影响因素,并研究了不同坡角下边坡土体变形破坏机制及埋地管道的结构响应特征。研究结果表明:(1)临坡地基经历了弹性压密、局部剪切和整体破坏3个阶段,并呈现不对称楔形破坏模式;(2)临坡地基极限承载力随着坡角的增大呈减小趋势,同一坡角下埋地管道的存在会降低临坡地基极限承载力;(3)管道对边坡滑裂面形成路径的影响程度随着坡角的增大而变大;(4)在荷载作用下埋地管道横截面环向应变呈“椭圆化”分布,据此提出了管周界面土抗力的简化计算模型与椭圆度计算式。相关结论对边坡-管道系统的变形控制与结构设计有一定的参考和借鉴意义。 展开更多
关键词 埋地管道 光频反射(ofdr) 边坡-管道相互作用 土抗力 模型试验
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分布式光纤温度传感器的研究现状及趋势 被引量:42
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作者 张颖 张娟 +1 位作者 郭玉静 王庆华 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2007年第8期1-3,9,共4页
阐述了分布式光纤温度传感技术的研究进展,主要介绍了基于后向瑞利散射、后向拉曼散射和后向布里渊散射的分布式光纤温度传感技术,并在此基础上分析了分布式光纤温度传感器的发展趋势。
关键词 分布式光纤温度传感技术 光时反射(OTDR) 光频反射(ofdr) 拉曼散射 布里渊散射
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装配式地铁车站节点试验混凝土裂缝监测与识别的研究 被引量:7
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作者 杨雨冰 卢明健 刘超 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3303-3310,共8页
对混凝土裂缝进行监测,有利于开展结构损伤评估工作。以某装配式地铁车站的地下连续墙-腰梁-支撑节点试验为背景,开展基于光学频域反射计(optical frequency domain reflectometer,OFDR)的分布式光纤技术在混凝土裂缝监测和识别中的应用... 对混凝土裂缝进行监测,有利于开展结构损伤评估工作。以某装配式地铁车站的地下连续墙-腰梁-支撑节点试验为背景,开展基于光学频域反射计(optical frequency domain reflectometer,OFDR)的分布式光纤技术在混凝土裂缝监测和识别中的应用,研究不同加载条件下分布式光纤应变曲线的特征。试验表明:与单调加载相比,低周循环加载时得到的光纤应变曲线尖峰更多,峰值更小,表明低周循环加载造成的裂缝更多,但宽度更小,这与现场观察到的现象一致;单调加载中的光纤应变曲线更易于裂缝的识别和精准定位。 展开更多
关键词 光频反射计(ofdr) 节点试验 低周循环加载 单调加载 裂缝识别
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等强度梁表面应变分布光纤测量实验 被引量:7
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作者 朱少华 章征林 +3 位作者 仇唐国 韩洪波 殷爱峰 路伟 《压电与声光》 CAS 北大核心 2019年第6期809-813,共5页
基于光频域反射技术(OFDR)原理的分布式光纤测量技术,研究聚酰亚胺光纤在等强度梁表面不同布线方式下测量应变的准确性。聚酰亚胺光纤分别与梁的长度方向平行、垂直、呈45°角及绕成直径为φ50 mm的圆粘贴,测量梁表面应变分布,测量... 基于光频域反射技术(OFDR)原理的分布式光纤测量技术,研究聚酰亚胺光纤在等强度梁表面不同布线方式下测量应变的准确性。聚酰亚胺光纤分别与梁的长度方向平行、垂直、呈45°角及绕成直径为φ50 mm的圆粘贴,测量梁表面应变分布,测量结果同时与应变片及理论值对比,研究光纤在非轴向应力作用和弯曲下的轴向应变分布测量结果,误差小于1%。实验结果表明,基于OFDR原理的光纤技术可实现结构表面应变分布式连续准确测量。 展开更多
关键词 聚酰亚胺光纤 光频反射技术(ofdr) 等强度梁 应变分布
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