钻孔回填料与直埋式应变传感光缆耦合性研究 被引量：25

1

作者 张诚成 施斌 +3 位作者 刘苏平 顾凯 张磊 魏广庆 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1959-1967,共9页

钻孔回填料与直埋式应变传感光缆之间的耦合性,是决定分布式光纤感测（DFOS）技术能否利用一个钻孔精细化监测钻孔地层剖面变形分布的关键。利用自主研制的可控围压光缆–土体相互作用特性试验装置,探究了0～1.6MPa围压下传感光缆与松... 钻孔回填料与直埋式应变传感光缆之间的耦合性,是决定分布式光纤感测（DFOS）技术能否利用一个钻孔精细化监测钻孔地层剖面变形分布的关键。利用自主研制的可控围压光缆–土体相互作用特性试验装置,探究了0～1.6MPa围压下传感光缆与松填砂土以及击实砂–黏混合土之间的耦合性。试验与理论分析结果表明：在拉拔状态下,光缆–土体界面呈现渐进性破坏特征;在低围压下,光缆轴向应变随拉拔位移的增大而增大,且不断向光缆尾部传递;在高围压下,应变的扩展与传递被限制在很小的范围内;理想弹–塑性拉拔模型可较好地描述光缆–土体界面的渐进性破坏特性。提出采用光缆–土体耦合系数ζc–s定量描述光缆与土体之间的耦合性,将10000με下的ζc–s值作为评价长期监测条件下两者耦合性的指标,并根据0.5,0.75,0.9三个ζc–s值将两者的耦合性分为强、较强、较弱以及弱4类。一定围压下,光缆与土体具有强耦合性;对于松填砂土与击实砂–黏混合土,该临界围压值分别为0.55 MPa与0.17 MPa。以苏州盛泽地面沉降为例,分析了钻孔回填料与传感光缆之间的耦合性,结果表明：距地表约16 m深度以内两者具有较强耦合性;而约16m深度以下两者具有强耦合性,传感光缆的应变数据可准确反映地层的变形。这一研究成果为DFOS技术应用于钻孔剖面地面沉降监测提供了坚实的理论依据。 展开更多

关键词 地面沉降监测 钻孔回填料 传感光缆 围压 界面效应 分布式光纤感测技术

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AH-FBG水流流速传感器研制与试验研究 被引量：1

2

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. 展开更多

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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基于密集分布式光纤光栅感测技术的基坑底部隆起研究 被引量：8

3

作者 刘凯文 王源 +2 位作者 吴静红 陈明银 顾盛 《煤炭科技》 2021年第1期102-108,共7页

依托上海地铁轨道交通某地铁站工程,采用密集分布式光纤光栅感测技术(FBG)对深基坑开挖中坑内土体隆起、基坑上部结构沉降和中心立柱桩变形问题进行了研究,建立了基坑隆起剖面的光纤监测系统,获得基坑底部土体多场多参量随时空的变化。... 依托上海地铁轨道交通某地铁站工程,采用密集分布式光纤光栅感测技术(FBG)对深基坑开挖中坑内土体隆起、基坑上部结构沉降和中心立柱桩变形问题进行了研究,建立了基坑隆起剖面的光纤监测系统,获得基坑底部土体多场多参量随时空的变化。监测结果表明:FBG监测技术可以实现基坑开挖全过程的监测,能够获取从下到上不同深度处的土体的隆起量。基坑在开挖后,由于卸荷与土体的应力释放,底部土体的隆起会呈现中间大两侧小的现象,上部结构监测中也验证了这一点,布设在混泥土支撑上与中心立柱同一竖直方向的静力水准相较于两侧的静力水准产生了相对的隆起量。研究成果为实现基坑隆起的智能监测提供了技术支持,为基坑开挖的安全评价提供了参考依据。 展开更多

关键词 深基坑开挖 基坑隆起 密集分布式光纤光栅感测技术

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光纤感测技术在轨道交通运营线路中的应用 被引量：10

4

作者 汤继新 谢长岭 +2 位作者 方宝民 贾立翔 张文轩 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2019年第S02期398-405,共8页

为解决城市轨道交通工程在施工和后期运营过程中隧道差异沉降、结构变形、基坑渗水与失稳及周边建筑物变形等安全问题。依托宁波市轨道交通运1号运营线,采用分布式光纤传感技术实现长距离隧道的管片变形和差异沉降监测,利用布拉格光纤... 为解决城市轨道交通工程在施工和后期运营过程中隧道差异沉降、结构变形、基坑渗水与失稳及周边建筑物变形等安全问题。依托宁波市轨道交通运1号运营线,采用分布式光纤传感技术实现长距离隧道的管片变形和差异沉降监测,利用布拉格光纤光栅技术实现了隧道断面和结构变形自动化监测,结果显示监测段隧道变形较小,较为稳定。项目的成功实施,证明了光纤传感技术在轨道交通工程结构监测中的有效性,具有广泛的应用和推广价值。 展开更多

关键词 轨道交通 光纤感测技术 运营隧道 变形监测 布设

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基于光纤感测技术的盐城陈家港地面沉降精细化过程研究 被引量：2

5

作者 吴起帆 吴静红 +2 位作者 贾立翔 唐柏鉴 龚绪龙 《苏州科技大学学报（工程技术版）》 2021年第2期14-20,共7页

大量开采地下水引发的地面沉降破坏建筑物和生产设施,对人类生活、生产经济产生了巨大的影响。结合准分布式和全分布式光纤监测技术,对盐城市陈家港一个350 m深钻孔进行了两年半的监测,分析了该区域地下含水层水位变动情况及受水位变动... 大量开采地下水引发的地面沉降破坏建筑物和生产设施,对人类生活、生产经济产生了巨大的影响。结合准分布式和全分布式光纤监测技术,对盐城市陈家港一个350 m深钻孔进行了两年半的监测,分析了该区域地下含水层水位变动情况及受水位变动影响的地下土层变形特征。监测结果表明:陈家港地层应变变化较为明显的是地表至地下25 m范围内,其余深度土层变形较为稳定;该地地下水呈季节性波动循环,土层变形总体呈现出压缩回弹的循环波动变形;深部含水层变形主要受水位变化影响,浅部含水层变形还受其他因素控制。光纤监测技术为研究地面沉降提供了更精细化的监测手段,对重点层位的控制与治理具有重要意义。 展开更多

关键词 地面沉降 变形 孔隙水压力 光纤监测 含水层

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黄土含水率DPHP-FBG传感器研究

6

作者 祝越 吴静红 +2 位作者 郭君仪 孙梦雅 贾立翔 《计量学报》 2025年第3期442-449,共8页

基于光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)的双探针热脉冲方法(double probe heat pulse,DPHP),研发了DPHP-FBG传感器,用于延安黄土含水率的测定,并分析不同加热时间和不同加热功率对含水率测量结果的影响。研究表明:DPHP-FBG方法... 基于光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)的双探针热脉冲方法(double probe heat pulse,DPHP),研发了DPHP-FBG传感器,用于延安黄土含水率的测定,并分析不同加热时间和不同加热功率对含水率测量结果的影响。研究表明:DPHP-FBG方法可实现非饱和黄土含水率的精确测量,尤其适用于低含水率土体监测。恒定加热功率下,加热时间控制在16 s内时,测量误差随着加热时间的增加而减小。足够加热时间下,加热功率的影响较小,无需采用过高的加热功率,在加热时间为20 s时,30.15 W/m的加热功率即可实现高精度含水率的测量。DPHPFBG法能够实现土壤含水率的远程、实时、精细化监测,为原位土体水分场、土壤水分蒸发和冻融的研究提供了一种新的监测手段。 展开更多

关键词 体积含水率 水分传感器 双探针热脉冲 光纤布拉格光栅法 延安黄土 误差分析

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地下连续墙受力变形光纤监测与数值模拟研究 被引量：1

7

作者 刘天翔 朱鸿鹄 +3 位作者 程刚 谭道远 魏广庆 施斌 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期222-233,共12页

地下连续墙是一种常见的深基坑支护方式,具有刚度大、防渗性能好、适应范围广等优点,但其受力变形规律较为复杂。基于超弱光纤光栅感测技术,对某地铁车站基坑地下连续墙水平位移进行实时监测。将监测数据与数值模拟结果进行对比,验证了... 地下连续墙是一种常见的深基坑支护方式,具有刚度大、防渗性能好、适应范围广等优点,但其受力变形规律较为复杂。基于超弱光纤光栅感测技术,对某地铁车站基坑地下连续墙水平位移进行实时监测。将监测数据与数值模拟结果进行对比,验证了数值分析模型选取的合理性,并基于该数值分析模型研究了不同厚度软土层中,地下连续墙水平位移的变化规律,通过墙体位移梯度(D_(w))和软土位移梯度(D_(r))进行临界厚度比计算。研究结果显示:水平位移随软土厚度的变化呈“凸肚”状,沿深度方向划分为相对稳定区、线性增长区、最大变形区和线性下降区。利用D_(w)和D_(r)标定出临界厚度比为0.24;土压力变化在基坑前四步开挖过程中较为稳定,而在第五步开挖与施工后40 d变化显著。上述研究结果为类似工程的设计、施工和监测方案的制定提供了重要参考。 展开更多

关键词 地下连续墙 水平位移 密集分布式感测 数值模拟 临界厚度比

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土木与岩土工程监测新技术——BOFDA的性能与特点 被引量：20

8

作者 王兴 施斌 +2 位作者 魏广庆 程刚 张驰 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第6期763-768,共6页

在实验的基础上对新型分布式光纤监测技术——布里渊频域分析技术(BOFDA)的感测性能进行了测试与分析,其空间分辨率可达20cm,测试精度可达±2με,测试重复性为±4με;通过与布里渊光时域分析技术(BOTDA)测试性能的比较,对BOFD... 在实验的基础上对新型分布式光纤监测技术——布里渊频域分析技术(BOFDA)的感测性能进行了测试与分析,其空间分辨率可达20cm,测试精度可达±2με,测试重复性为±4με;通过与布里渊光时域分析技术(BOTDA)测试性能的比较,对BOFDA的测试性能进行了评价,分析了应变过渡区产生的原因;通过BOFDA等强度梁实验,并与电阻应变片测试结果和理论计算值比较,证明了BOFDA优异的测试性能。最后,对BOFDA在各类工程防灾减灾监测中可能遇到传感光缆的保护及温度补偿问题进行了分析,并提出相应解决方案。 展开更多

关键词 布里渊光频域分析技术 布里渊光时域分析技术 测试精度 分布式监测 应变过渡区

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地面沉降分布式光纤监测土–缆耦合性分析 被引量：30

9

作者 张诚成 施斌 +1 位作者 朱鸿鹄 魏广庆 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1670-1678,共9页

地层、钻孔回填材料和传感光缆之间的耦合性是决定地面沉降钻孔全剖面分布式光纤监测精度的关键因素。提出了地层-钻孔回填材料-传感光缆耦合性的明确定义和地层变形光纤监测数据有效性的评价方法。地层、回填材料和传感光缆达到完全耦... 地层、钻孔回填材料和传感光缆之间的耦合性是决定地面沉降钻孔全剖面分布式光纤监测精度的关键因素。提出了地层-钻孔回填材料-传感光缆耦合性的明确定义和地层变形光纤监测数据有效性的评价方法。地层、回填材料和传感光缆达到完全耦合应满足两个条件:地层-回填材料界面与回填材料-传感光缆界面剪应力均不能超过其抗剪强度;地层应变能有效地传递至纤芯。提出了回填材料与传感光缆处于黏结状态的临界围压与临界深度;传感光缆弹性模量、半径或最大应变梯度越小,则临界围压或深度也越小;当回填材料、传感光缆及其界面参数确定时,临界围压或深度仅与最大应变梯度有关。基于经典应变传递模型与Goodman假设建立了地层-钻孔回填材料-传感光缆应变传递模型,并研究了传感光缆、回填材料以及地层性质对应变传递特性的影响,结果表明:传感光缆半径和弹性模量、钻孔半径、地层剪切模量越小,或回填材料剪切模量、地层-回填材料界面黏结系数越大,则应变传递性能越好;围压对应变传递特性的影响则取决于回填材料与地层参数之间的相对关系。最后,采用苏州盛泽地面沉降光纤监测数据验证了该评价方法的有效性。研究结果为钻孔地层剖面的全剖面、精细化分布式光纤监测提供了理论依据。 展开更多

关键词 地层变形 分布式光纤感测技术 耦合性 界面抗剪强度 应变传递

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基于碳纤维加热光缆的砂性土渗流场C-DTS分布式监测试验研究 被引量：14

10

作者 严珺凡 施斌 +2 位作者 曹鼎峰 魏广庆 朱鸿鹄 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期430-436,共7页

岩土体中渗流场的监测是岩土工程防灾减灾中一项必不可少的基础工作。在总结已有监测方法优缺点的基础上,提出了渗流场碳纤维加热光缆的分布式温度光纤感测技术(简称C-DTS);介绍了该方法的监测原理;提出了温度特征值(tT)的概念;设计了... 岩土体中渗流场的监测是岩土工程防灾减灾中一项必不可少的基础工作。在总结已有监测方法优缺点的基础上,提出了渗流场碳纤维加热光缆的分布式温度光纤感测技术(简称C-DTS);介绍了该方法的监测原理;提出了温度特征值(tT)的概念;设计了砂性土渗流模拟装置,并对砂性土中不同渗流速率下的渗流场进行了室内试验。通过试验确定了tT与渗流速率(V)之间存在线性关系;证明了碳纤维加热光缆能够有效地提高DTS监测的敏感性,可实现渗流速率的分布式监测。对该方法应用于工程实践还需要开展的研究工作进行了分析。 展开更多

关键词 砂性土 渗流场 碳纤维加热光缆 C-DTS 分布式监测

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透水管桩现场试验光纤监测与承载性能研究 被引量：12

11

作者 王静 肖涛 +3 位作者 朱鸿鹄 梅国雄 刘拯源 魏广庆 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1961-1970,共10页

在软土地基中设置透水管桩可以加快沉桩引起的超静孔隙水的消散速率,进而加速桩周土的固结。目前,国内外对透水管桩承载力和透水性能的模型试验和数值模拟研究较多,但深入探究桩基承载力时间效应和荷载传递规律的现场试验研究较少。通... 在软土地基中设置透水管桩可以加快沉桩引起的超静孔隙水的消散速率,进而加速桩周土的固结。目前,国内外对透水管桩承载力和透水性能的模型试验和数值模拟研究较多,但深入探究桩基承载力时间效应和荷载传递规律的现场试验研究较少。通过基于光纤布拉格光栅(FBG)的现场静载试验,研究了软土地基中透水管桩桩身应变分布及内力传递规律,并分析了桩身不同位置处桩-土界面超孔隙水压力随时间的变化规律与桩基承载力时间效应的关系。试验结果表明:沉桩结束前期,透水管桩的单桩竖向抗压承载力增长率较高,并且随时间逐渐降低;试验场地条件下,沉桩后10 d内透水管桩承载力的提高主要来源于桩侧摩阻力,10~24 d内桩端阻力对桩基承载力提高的贡献明显增加;桩-土界面的超孔压沿桩深度增加,随着桩端附近超孔压加速消散,土体有效应力增大,桩侧摩阻力和桩端阻力也随之增大。研究成果对软土地基中透水管桩的设计和施工具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 透水管桩 光纤布拉格光栅(FBG) 承载性能 桩基内力 超孔隙水压力

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定点式布设光纤在隧道结构健康监测中的预拉应变损失研究 被引量：8

12

作者 侯公羽 韩育琛 +4 位作者 谢冰冰 魏广庆 李子祥 肖海林 周天赐 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期4120-4128,共9页

基于布里渊光频域分析(BOFDA)的分布式光纤监测技术已在岩土工程领域得到初步应用。应变监测结果显示:将光纤进行预拉布设后,随着时间的推移,光纤预拉段会产生一定的应变损失。应变损失的产生主要是由光纤的疲劳特性所造成的。显然,光... 基于布里渊光频域分析(BOFDA)的分布式光纤监测技术已在岩土工程领域得到初步应用。应变监测结果显示:将光纤进行预拉布设后,随着时间的推移,光纤预拉段会产生一定的应变损失。应变损失的产生主要是由光纤的疲劳特性所造成的。显然,光纤因疲劳产生的应变损失对于工程监测是极其不利的,在实际监测中需要将其剔除。针对分布式光纤监测技术,选取HY料新型紧套应变光纤、聚氨酯紧套光纤2种应变光纤,在实验室进行了点固定式预拉布设(10 000×10-6),并进行了8个月的应变损失监测。对比分析2种光纤的预拉应变损失的差异,获得了光纤应变损失随时间的变化规律,以及预拉状态下的光纤在温度和湿度升高状态下应变损失的速率变化。研究了运用分布式光纤监测技术进行隧道变形监测的点固定式预拉布设方法,可为工程应用提供理论基础和施工指导。 展开更多

关键词 BOFDA技术 隧道监测 光纤预拉 应变损失 光纤疲劳

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BOFDA技术综述及用于岩土工程监测的可行性研究 被引量：19

13

作者 曹鼎峰 施斌 +2 位作者 严珺凡 魏广庆 费冰 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2013年第S1期132-137,共6页

布里渊散射光频域分析技术(BOFDA),是一套通过测量连续泵浦光和连续探测光相互作用后产生的布里渊散射光所确定的基带函数的脉冲响应,运用相关计算方法确定传感光纤上物理信息的综合系统。与其它分布式光纤传感器相比,BOFDA可在窄基带... 布里渊散射光频域分析技术(BOFDA),是一套通过测量连续泵浦光和连续探测光相互作用后产生的布里渊散射光所确定的基带函数的脉冲响应,运用相关计算方法确定传感光纤上物理信息的综合系统。与其它分布式光纤传感器相比,BOFDA可在窄基带下操作,具有分布式、高信噪比、高空间分辨率、低成本、多频信号平行测量和处理、信号动态范围大等优点。本文对BOFDA用于测量应变和温度的基本原理进行了介绍,并对前人做的室内、现场试验进行了概括和总结。 展开更多

关键词 布里渊散射光频域分析技术(BOFDA) 光纤传感技术 分布式监测 地质工程 岩土工程

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箱涵顶进置换管幕工法土体变形分布式光纤监测研究 被引量：8

14

作者 赵洪岩 张勇 +4 位作者 陈峰军 顾凯 张正 魏广庆 施斌 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1355-1360,共6页

箱涵顶进置换管幕工法是中国新创的城市隧道暗挖方法,施工过程中土体变形情况是检验施工工法成功的关键。针对箱涵顶进置换管幕工法的模型试验过程,设计了基于BOTDR分布式光纤传感技术的土体变形传感器并在室内进行了性能测试,同时根据... 箱涵顶进置换管幕工法是中国新创的城市隧道暗挖方法,施工过程中土体变形情况是检验施工工法成功的关键。针对箱涵顶进置换管幕工法的模型试验过程,设计了基于BOTDR分布式光纤传感技术的土体变形传感器并在室内进行了性能测试,同时根据该工法的施工特点建立了三维变形监测网络。在试验结果和监测数据的基础上,分析了工具管幕推进和箱涵置换工具管幕过程中土体的变形特性,验证了该技术的可行性。试验研究成果对于分布式光纤土体变形监测和完善该施工工法的智能监测系统具有重要意义。 展开更多

关键词 BOTDR 土体变形 箱涵 管幕 分布式监测 隧道

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基于C-DTS的土壤含水率分布式测定方法研究 被引量：31

15

作者 曹鼎峰 施斌 +1 位作者 严珺凡 魏广庆 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期910-915,共6页

基于碳纤维加热光缆的分布式测温系统(简称C-DTS),提出了一种土壤含水率分布式测定方法。该方法采用C-DTS测试系统,对埋设在土壤中的碳纤维加热光缆的温度变化进行测定,利用其升温过程中的温度特征值与含水率之间的关系进行分布式测定... 基于碳纤维加热光缆的分布式测温系统(简称C-DTS),提出了一种土壤含水率分布式测定方法。该方法采用C-DTS测试系统,对埋设在土壤中的碳纤维加热光缆的温度变化进行测定,利用其升温过程中的温度特征值与含水率之间的关系进行分布式测定土壤中的含水率。定义了温度特征值Tt,通过试验证明了Tt与含水率w之间存在线性关系,相关参数可通过标定试验确定。试验结果表明:采用碳纤维光缆人为加热的方法,可有效地测定土壤含水率;而DTS技术的应用,可实现土壤含水率分布式测量;此方法的测量精度与温度特征值的选取有关。 展开更多

关键词 土壤 含水率 DTS 碳纤维加热光缆 分布式监测

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基于BOTDA的PHC桩挠度分布式检测研究 被引量：10

16

作者 童恒金 施斌 +3 位作者 魏广庆 李忠义 孙义杰 王兴 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2014年第6期693-699,共7页

针对预应力高强混凝土(PHC)管桩桩身在水平荷载作用下挠度大小和分布的检测困难,介绍了基于布里渊光时域分析技术(BOTDA)的桩身挠度检测方法;设计了管桩平推模型试验,推导出了管桩在水平荷载作用下的挠度计算公式;通过模拟和实测数据对... 针对预应力高强混凝土(PHC)管桩桩身在水平荷载作用下挠度大小和分布的检测困难,介绍了基于布里渊光时域分析技术(BOTDA)的桩身挠度检测方法;设计了管桩平推模型试验,推导出了管桩在水平荷载作用下的挠度计算公式;通过模拟和实测数据对比,分析了BOTDA用于PHC桩挠度检测的可行性与准确性,获得了PHC桩在水平荷载作用下的变形规律;结合具体工程,对该方法用于PHC桩身在水平荷载作用下挠度测量的可行性进行了验证。研究结果表明:BOTDA用于PHC桩挠度的检测与监测具有明显的优势,其分布式检测的特点,可以准确获得水平荷载对PHC桩的影响深度和挠度分布;该方法操作简便,性价比高,感测光纤耐久性好,可对桩身挠度分布进行精细化检测与监测,值得在桩基检测与监测中应用推广。 展开更多

关键词 预应力高强混凝土(PHC)管桩 布里渊光时域分析技术(BOTDA) 挠度 分布式检测

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北京故宫东华门城台分布式光纤监测研究 被引量：7

17

作者 时以亮 倪斌 +3 位作者 施斌 魏广庆 刘卫华 童恒金 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第5期637-643,共7页

以北京故宫东华门城台墙体为监测对象,基于布里渊散射光时域反射测量技术（BOTDR）对北京东华门城台的北墙体、西墙体和中门洞的变形及渗漏进行了监测。监测结果显示：大部分感测光纤段的应变测量值分布在±100με测量误差范围内,... 以北京故宫东华门城台墙体为监测对象,基于布里渊散射光时域反射测量技术（BOTDR）对北京东华门城台的北墙体、西墙体和中门洞的变形及渗漏进行了监测。监测结果显示：大部分感测光纤段的应变测量值分布在±100με测量误差范围内,只有城台西墙体部分横向感测光纤段的应变值分布在150~250με之间,表明在西墙体上部局部区域发生了十分微小的鼓胀变形,推断为墙体表面灰泥固化和气温变化引起灰泥热胀冷缩变形所致;城台温度变化没有发现异常区域,表明城台在监测时间段没有渗漏情况发生。因此,判断目前东华门城台整体结构是稳定的。 展开更多

关键词 古建筑 变形 渗漏 分布式光纤监测 布里渊散射光时域反射测量技术(BOTDR)

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土工离心机光纤光栅测试系统及其模型试验研究 被引量：5

18

作者 贾立翔 施斌 +2 位作者 魏广庆 张振 童恒金 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期896-905,共10页

光纤光栅传感技术(Fiber Bragg Grating,简称FBG)具有准分布、测量精度高、抗电磁干扰强和实时监测等优点,其传感器可根据监测对象要求小型化。介绍了一套土工离心机光纤光栅测试系统,包括系统的软硬件构成,FBG解调仪,FBG传感器小型化,... 光纤光栅传感技术(Fiber Bragg Grating,简称FBG)具有准分布、测量精度高、抗电磁干扰强和实时监测等优点,其传感器可根据监测对象要求小型化。介绍了一套土工离心机光纤光栅测试系统,包括系统的软硬件构成,FBG解调仪,FBG传感器小型化,锚杆、桩基、测斜管以及挡土墙感测模型的制作工艺等。通过一组土工离心机边坡模型试验,验证了该系统应用于土工离心机模型多参量监测的可行性,显示出该系统具有结构简单,测量内容多,测试精度高,量程大,抗电磁干扰强,系统工作稳定,配套光纤光栅传感器重量轻、体积小、可准分布布设、形成整体监测网络等优点,为土工离心机试验监测提供了一种新的手段。 展开更多

关键词 土工离心机 光纤光栅测试系统 小型传感器 感测模型

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基于光纤光栅的冻土含冰量监测可行性试验研究 被引量：5

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作者 吴冰 朱鸿鹄 +2 位作者 曹鼎峰 魏广庆 施斌 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2323-2330,共8页

含冰量是冻土研究的一项重要参数。针对现有含冰量测量的局限性,提出了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)的冻土含冰量监测方法。结合冻土温度场,应用内加热FBG刚玉管传感器,通过室内标定试验验证该方法的可行性;基于传统导热系数模型推导出... 含冰量是冻土研究的一项重要参数。针对现有含冰量测量的局限性,提出了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)的冻土含冰量监测方法。结合冻土温度场,应用内加热FBG刚玉管传感器,通过室内标定试验验证该方法的可行性;基于传统导热系数模型推导出温度特征值与含冰量之间相应函数模型,并应用试验数据进行验证。研究结果表明:试验所得温度特征值随冻土含冰量增加而减小,可以通过该规律初步判断含冰量范围;在温度特性值与含冰量数值关系的拟合中,指数函数模型与本次试验数据拟合度最高,含冰量测量误差小于2%,在可接受范围内;本方法实现冻土含冰量监测具有可行性。 展开更多

关键词 冻土 含冰量 FBG 函数模型

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不同环境温度下土体含水率主动加热光纤法监测试验研究 被引量：13

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作者 郭君仪 孙梦雅 +2 位作者 施斌 魏广庆 刘洁 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期4137-4144,共8页

近年来,主动加热光纤(active heated fiber optical,AHFO)法因其具有长距离、耐久性好、分布式等优势,在土体含水率原位监测中不断得到应用。然而,由于我国一些地区土体的温度随四季变化很大,冬季土体温度甚至会达到零下几十度,土体中... 近年来,主动加热光纤(active heated fiber optical,AHFO)法因其具有长距离、耐久性好、分布式等优势,在土体含水率原位监测中不断得到应用。然而,由于我国一些地区土体的温度随四季变化很大,冬季土体温度甚至会达到零下几十度,土体中的水会发生相变,因此,研究不同环境温度对土体含水率AHFO法原位监测结果的影响具有重要意义。采用自主研发的内加热FBG刚玉管传感器,在-20~40℃下对3个不同含水率的试样进行了测试。研究结果表明,在试样含水率不高于8.8%时,不同温度下测得的试样含水率最大误差小于量程的1.5%,测量精度较高,在实际测量中可忽略环境温度的影响。当试样含水率高于8.8%时,正温区含水率测量的最大误差仅为量程的1.34%,测量精度仍较高;而在负温区时,由于自由水和毛细水在低于0℃时发生相变,导致热传递机制和试样结构发生变化,原来的标定公式不再适用,故需重新标定含水率测量的相关参数。研究结果为该技术的进一步完善和推广应用提供了重要依据。 展开更多

关键词 主动加热光纤法 土体 原位含水率 环境温度 误差分析

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