適合道路結(jié)構(gòu)監(jiān)測的光纖光柵傳感器柔性封裝方法.pdf

1、經(jīng)濟的發(fā)展促進了國內(nèi)高速公路里程的快速增長，也使得道路結(jié)構(gòu)的健康問題受到高度重視。當車轍、裂縫、坑槽發(fā)生，而未及時檢測到，并在雨水及車輛荷載的作用下引發(fā)道路結(jié)構(gòu)大規(guī)模破壞的現(xiàn)象越來越多[1]。隨著高速公路路面結(jié)構(gòu)對高精度與高性能監(jiān)測工具需求的增加，本文在研究光纖光柵傳感原理的基礎(chǔ)之上，針對多層介質(zhì)道路結(jié)構(gòu)長期健康監(jiān)測的需求，研制開發(fā)了一種新型的柔性封裝光纖傳感器，并且付諸于現(xiàn)修的試驗路段。通過將設(shè)計的傳感器鋪設(shè)于道路各個結(jié)構(gòu)層，在不影響

2、其自身完整性的情況下，進行長期的監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集分析，得到了光纖傳感器性能研究的初步結(jié)果，證明了其用于路面結(jié)構(gòu)響應監(jiān)測的可行性。
　　本課題的預期作用是針對道路結(jié)構(gòu)多介質(zhì)層，既能保證大跨度監(jiān)測，又能提供局部關(guān)鍵點高精度數(shù)據(jù)的傳感系統(tǒng)，以便隨時監(jiān)測結(jié)構(gòu)內(nèi)部的受力狀況，為分析其病害提供了數(shù)據(jù)依據(jù)。試驗中測得道路結(jié)構(gòu)層在外界溫度與荷載作用下產(chǎn)生的應力應變，通過分析數(shù)據(jù)的變化，來實現(xiàn)結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的變形與裂縫的識別，達到監(jiān)測的實質(zhì)目的。為了確保

3、試驗的準確性，同時還進行了室內(nèi)小梁彎曲試驗，確定了光纖光柵傳感器對變形尤其是裂縫的明顯識別能力，這從另一方面也說明了傳感器在道路中的適用性。
　　論文主要探討了監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計理念與柔性封裝的技術(shù)。這個監(jiān)測系統(tǒng)集FBG、BOTDA(BOTDR)為一體，確保了大范圍與局部的高精度監(jiān)測。所提封裝技術(shù)克服了在惡劣工程環(huán)境下工作的難題。同時也進行了室內(nèi)與室外試驗研究此封裝技術(shù)的有效性。結(jié)果表明，該種類型的傳感器具有較高的存活率(＞75％)，