季節(jié)凍土路基應(yīng)變的FBG檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著時(shí)代的迅猛發(fā)展，各國(guó)的交通事業(yè)也爭(zhēng)先發(fā)展。尤其是道路、橋梁、隧道等的大規(guī)模擴(kuò)建，交通線網(wǎng)星羅棋布，極大地推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。無論是凍土區(qū)還是非凍土區(qū)，交通線網(wǎng)均已覆蓋。數(shù)據(jù)顯示，世界凍土面積幾乎占據(jù)了全球陸地總面積的一半。凍土區(qū)受寒區(qū)惡劣環(huán)境的影響，使交通線網(wǎng)的建立及維護(hù)面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。而凍土區(qū)的交通線網(wǎng)又以季節(jié)凍土區(qū)分布較廣，且凍土區(qū)特別是季凍區(qū)路基作為隱蔽工程，其內(nèi)部的物理力學(xué)參數(shù)測(cè)量以及道路運(yùn)行安全評(píng)價(jià)一直是一個(gè)難題。這項(xiàng)工作

2、既關(guān)乎道路的性態(tài)評(píng)價(jià)，更關(guān)乎交通運(yùn)輸安全。因此本文以季節(jié)凍土路基應(yīng)變?yōu)闇y(cè)試對(duì)象，以光纖布拉格光柵（FBG）檢測(cè)技術(shù)為測(cè)試手段，探索將FBG應(yīng)用于季節(jié)凍土路基這種特殊介質(zhì)內(nèi)部應(yīng)變檢測(cè)的適應(yīng)性。
　　本文介紹了現(xiàn)行FBG測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用研究現(xiàn)狀、凍土路基應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀，F(xiàn)BG傳感特性及其解調(diào)技術(shù)，根據(jù)測(cè)試對(duì)象的相關(guān)特性對(duì)FBG設(shè)計(jì)適合的封裝埋設(shè)方案。主要研究工作有：（1）基于FBG測(cè)試技術(shù)的植入梁方法，在傳感器布設(shè)方面，根據(jù)不同測(cè)

3、試對(duì)象提出了兩種封裝布設(shè)方式：淺置短距離半柔性探測(cè)桿和深置長(zhǎng)距離半剛性探測(cè)桿兩種封裝布設(shè)方式；（2）選擇兩處季節(jié)凍土路基作為埋設(shè)場(chǎng)地并開展為期1 a的觀測(cè)；（3）測(cè)試結(jié)果表明：FBG在-20～30℃的溫差范圍內(nèi)保證了很高的存活率，具有較高的測(cè)試靈敏度和可靠性；（4）鑒于測(cè)試方案的可行性，提出基于FBG的路基應(yīng)變檢測(cè)系統(tǒng)硬件電路實(shí)現(xiàn)方案，采用FPGA+NIOSⅡ的架構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)硬件資源需求進(jìn)行分析，提出核心硬件電路的具體實(shí)現(xiàn)方法。（5）給出