1 苏州科技大学土木工程学院，江苏 苏州 215011
2 山东电力工程咨询院有限公司，山东 济南 250013
3 苏州南智传感科技有限公司，江苏 苏州 215123
利用弱光栅应变监测原理，研究了两种不同封装方式的弱光栅传感器对钢梁的应变监测效果，并将其应用于海上钢管桩的变形监测。结果表明，弱光栅应变监测结果与分布式光纤结果以及理论计算结果都具有较高的一致性；推算的钢梁挠度与千分表测实值以及理论值误差在10%以内。海上钢管桩水平静载荷试验结果表明，桩身变形主要在海平面以下60 m的范围内，钢管桩挠度随着荷载的增加而增加，随着桩深的增加而减小，在50 m埋深后，钢管桩几乎不再受水平推力的影响；监测所得挠度与实际挠度平均误差为16 mm。通过室内模型及实际工程应用证明了弱光栅在钢结构监测中的可行性及准确性，并为同类项目提供了一定的技术支持。
光栅 海上钢管桩 钢结构 弱反射布拉格光栅 应变 挠度 激光与光电子学进展
2022, 59(11): 1105001
1 苏州科技大学土木工程学院, 江苏 苏州, 215011
2 苏州南智传感科技有限公司, 江苏 苏州 215123
3 中国铁路设计集团有限公司, 天津 300000
京雄城际铁路机场隧道DK46+092~DK53+300区间位于区域性地面沉降明显地段,为了更加迅速、直观地了解隧道在施工和后期运营过程中的安全情况,掌握隧道结构的健康状态,需要对其进行安全监测。基于光纤光栅感测原理,在京雄高铁的在建隧道中进行了隧道衬砌环向应变感测、隧道衬砌变形缝相对位移感测和隧道周边分层沉降监测;详细介绍了传感元件的布设安装工艺,实现了大断面隧道结构健康监测的自动化、远程化控制。初期监测结果显示了隧道在混凝土浇筑养护期以及回填期内断面上应变、轴力与弯矩的变化规律。光纤光栅自动化、长期监测的实时性和精确性有利于实现对隧道结构的实时监控和早期预警。
光纤光学 京雄高铁 光纤光栅 布设工艺 大断面 隧道变形 激光与光电子学进展
2020, 57(21): 210603
1 苏州科技大学土木工程学院, 江苏 苏州 215011
2 南京大学地球科学与工程学院, 江苏 南京 210046
3 苏州南智传感科技有限公司, 江苏 苏州 215123
混凝土结构裂缝难以从理论上准确预测。借助混凝土梁模型试验,研究了光频域反射计(OFDR)技术在混凝土结构开裂辨识和发展状况监测上的应用。试验结果表明,OFDR技术可以实现对混凝土结构0.002 mm级别微裂纹的预警,可以定位裂缝位置,空间分辨率达到1 cm,并可监测裂缝发展过程。相比其他分布式监测技术,采用OFDR技术得到的裂缝定位结果和对裂缝发展的监测结果更加准确,具有广阔的应用前景。
测量 光频域反射计 分布式监测 混凝土 裂缝监测 模型试验 激光与光电子学进展
2019, 56(24): 241201
1 苏州科技大学土木工程学院, 江苏 苏州 215011
2 南京大学地球科学与工程学院, 江苏 南京 210023
3 苏州南智传感科技有限公司, 江苏 苏州 215123
将分布式光纤监测技术应用于土体变形监测时,传感光缆与周围土体的耦合性是关键。低围压下光缆-土体变形协调性将严重影响测量数据的准确性。设计了锚固光缆,进行了光缆-土体拉拔试验,探究了低围压下回填料及锚固方式对光缆-土体耦合性的影响。试验结果表明:回填料对光缆-土体耦合性存在明显的影响,黏土含量(质量分数)越高,耦合性越好;低围压下,采用在传感光缆上增加圆片锚固的方式,可以有效增强光缆-土体耦合性,并且随着锚固间距的减小和锚固圆片直径的增大,其耦合性增强。
光纤光学 光缆-土体耦合性 圆片锚固 低围压 拉拔试验 中国激光
2019, 46(11): 1110001
