基于FBG的路基不均勻沉降監(jiān)測(cè)傳感器應(yīng)用研究.pdf

1、我國(guó)的季凍區(qū)面積超過(guò)我國(guó)國(guó)土面積的一半，但是在季凍區(qū)，路基很容易受凍融循環(huán)影響，產(chǎn)生不均勻沉降。路基的不均勻沉降會(huì)在道路結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)使道路結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。因此對(duì)于路基凍脹融沉規(guī)律的研究，對(duì)于季凍區(qū)道路的建設(shè)有著十分重要的意義。為了能夠有效的研究路基凍脹融沉的規(guī)律，需要對(duì)路基的豎向變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)。然而，現(xiàn)有測(cè)量方法有著諸多問(wèn)題，不能對(duì)路基進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)。所以為了有效地監(jiān)測(cè)路基變形，需要新的測(cè)量手段。
　　基于光纖傳感技術(shù)的

2、傳感器有著體積小，精度高，成本低，覆蓋范圍大，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)使得它們非常適合被用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)。鑒于光纖傳感技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)，本文使用了一種基于光纖布拉格光柵傳感技術(shù)(FBG)的分布式豎向變形傳感器，用以測(cè)量路基表面的豎向變形。
　　該傳感器可以克服傳統(tǒng)測(cè)量方法中傳感器覆蓋范圍有限的缺點(diǎn)，對(duì)路基進(jìn)行分布式測(cè)量。每個(gè)傳感器只使用一根FBG，具有較低成本。傳感器直接采集的數(shù)據(jù)是離散的距離數(shù)列與曲率數(shù)列，為了利用離散數(shù)據(jù)繪制出最

3、終的變形曲線，本文設(shè)計(jì)了一種數(shù)據(jù)處理的方法，可以將直接采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到變形曲線?？紤]到實(shí)際使用中傳感器會(huì)受到溫度的影響，本文設(shè)計(jì)了一種過(guò)濾溫度信號(hào)的方法，它能從采集的數(shù)據(jù)中分離溫度影響。此外本文介紹了該傳感器的可行性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。本文還介紹了在鶴大高速ZT05內(nèi)的實(shí)驗(yàn)路上進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，該現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)通過(guò)10組長(zhǎng)度為15米的傳感器，對(duì)該標(biāo)段的路基豎向變形進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。經(jīng)過(guò)對(duì)采集的數(shù)據(jù)的處理與分析，繪制出了變形之后路基的變形曲線?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的