分布式光纖傳感在鋪裝裂縫監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究.pdf

1、裂縫是工程結(jié)構(gòu)的常見(jiàn)病害，也是一種后果嚴(yán)重的病害。裂縫在道路工程中的危害也十分的嚴(yán)重，在鋼橋面鋪裝中裂縫的病害表現(xiàn)的尤為突出。國(guó)內(nèi)外的研究人員都著重于鋪裝材料、裂縫處置等的研究。本文基于國(guó)家自然科學(xué)基金“基于分布式光纖傳感器的鋼橋面鋪裝裂縫擴(kuò)展模型研究”(基金編號(hào)：50658001)項(xiàng)目，以鋪裝裂縫監(jiān)測(cè)為研究對(duì)象，以分布式光纖傳感為技術(shù)手段，分析對(duì)比主要分布式光纖傳感技術(shù)的特點(diǎn)，選擇BOTDA作為技術(shù)手段，研究了BOTDA的應(yīng)變、溫度傳

2、感性能，提出了監(jiān)測(cè)裂縫寬度的方法，并應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證。 基于對(duì)光纖損耗與分布式光纖傳感關(guān)系的分析，對(duì)比FBG、BOTDR、OTDR、BOTDA分布式光纖傳感的特點(diǎn)；結(jié)合鋼橋鋪裝裂縫病害的特點(diǎn)，選擇BOTDA作為鋪裝裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)，并確定了光纖的埋設(shè)方式。 進(jìn)行了傳感光纖的材料性質(zhì)試驗(yàn)，如抗拉強(qiáng)度、斷裂延伸率。根據(jù)光纖傳感技術(shù)特點(diǎn)，確定光纖模式、光纖連接方式等，并進(jìn)行光纖傳感應(yīng)用。進(jìn)行了BOTDA光纖傳感系統(tǒng)的應(yīng)變、溫度傳

3、感試驗(yàn)，得到了所用光纖的應(yīng)變和溫度一布里淵頻移系數(shù)，結(jié)果是線性的。本文首次將光纖粘貼于環(huán)氧瀝青混凝土表面，得到溫度-布里淵頻移系數(shù)為2.33～2.43MHz/℃。 進(jìn)行了傳感光纖的溫度、壓力耐受試驗(yàn)，光纖滿足路面使用要求；研究了空間分辨率、空間采樣間隔的影響，得到了裂縫寬度與布里淵頻率漂移的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得出緊套光纖的裂縫感知精度為0.1mm，裸光纖的裂縫感知精度為0.03mm。最后，進(jìn)行光纖裂縫埋設(shè)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證，測(cè)得路面的溫度變