基于OFDR的斜滑坡体应力分布传感系统关键技术研究

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:benben8383
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
我国山区面积分布较广,地质构造复杂,受到地震、暴雨以及人为因素等影响,极易发生滑坡灾害。目前,国内外还没有一种能够同时实现长距离、高空间分辨率、高灵敏度、响应时间快的可用于斜滑坡、水利水电大坝工程等岩土工程领域的分布式应力监测仪器。本文基于分布式光纤传感技术中的光频域反射(OFDR,Optical Frequency Domain Reflectometry)技术和滑坡的失稳判据,针对增加OFDR测量距离和横向及轴向应力的测量等方面,提出了一种适用于斜滑坡体应力监测的分布式传感系统方案。同时,在实验室条件下搭建了基于OFDR的分布式应力传感系统,通过不同的方式分别对光纤中的横向和轴向应力进行了测量。本论文的主要研究内容如下:1、从滑坡稳定性分析着手,研究了斜滑坡体内部应力情况。通过对模型的分析表明,滑坡的安全系数与其内部应力相关,因此可利用光频域反射应力传感技术对斜滑坡体进行监测。基于光频域反射的基本理论,建立了OFDR拍频信号模型,并对系统测量距离和空间分辨率进行了分析。研究了利用光纤中的弯曲损耗理论和瑞利散射传感理论进行应力测量的方法。2、对系统中光源非线性效应的补偿进行了研究。首先分析了光源非线性效应的产生和影响。针对光源非线性效应的补偿,本文引入了重采样和去斜滤波器两种算法,并在不同的测试距离、不同非线性效应大小等条件下,对两种算法进行了仿真和分析。结果表明:重采样方法在测试距离较短时能获得很高的空间分辨率,但不适用于长距离测量,而基于去斜滤波器的补偿方法在长距离测试中更具优势。3、搭建了基于OFDR的分布式应力传感实验系统,实现长距离的光纤链路测量,在1807.5m的测量长度下获得了13.3cm的空间分辨率。同时,分别对光纤中的横向应力和轴向应力进行了实验研究。测量了从5kg到77.5kg(0.046Mpa到0.706Mpa)范围内不同大小的横向应力,分析得到瑞利散射强度差随应力的增加而增加。对于轴向应力,测量范围为4.2-59.65g(0.838Mpa-11.906Mpa),对于1g的应力差,产生约12.901pm的波长漂移。最后提出了将系统应用于斜滑坡体监测的实现方案。
其他文献
CMOS图像传感器具有集成度高、功耗低、抗辐射能力强等优点,在空间领域具有极大应用潜力。由于空间辐射环境特殊性及其高能粒子和射线对CMOS图像感器辐射,会导致器件加速老化,产
Recent studies have shown that radiofrequency(RF) ablation therapy is a safe, feasible, and effective procedure for hepatic hemangiomas, even huge hepatic heman
资源型企业在进行商业经营过程中以追求生态价值为经营目标,以履行自然契约和社会契约为义务,以自然资源的开发利用为主营业务的社会组织.因其独特的行业特征,它所肩负的社会
随着高速铁路网的逐步建设和社会经济水平的不断提高,全路货运量骤增将蓄势而来,这无疑对为满足能力需求并节省运营支出的编组站布置图选择提出更高要求,因此利用科学的手段
当锚索(杆)处于干湿交替的环境下,及周围的水土壤中含有较多的侵蚀性离子(尤其是氯离子含量较多)时,锚固体很容易由于锚索(杆)的锈蚀而发生破坏。锚固体发生锈蚀破坏会使锚固体的极限
目的:本文旨在分析针对子宫肌瘤患者定,运用超声引导下射频消融治疗效果.方法:本次实验选择2017年4月至2018年9月前来我院治疗子宫肌瘤的112例患者作为研究对象,患者于B超辅
溶胶-凝胶法制备的氧化钒的结构、光学和电学性能已经被广泛研究,然而其较低的电导率限制了其实际应用。一种有效提高氧化钒(VO_x)电学性能的方法是将其与其它高电导率材料,如碳纳米管(CNT)、石墨烯进行复合。其中,VO_x-CNT复合材料由于具有高TCR和高电导率而备受关注。目前大部分VO_x-CNT复合材料中的碳纳米管随机分布,导致其光电性能较为单一。与随机碳纳米管薄膜相比,图形化碳纳米管薄膜中碳
随着高速铁路客流持续增长,一些中东部高铁运输能力日趋紧张。与此同时,我国高速铁路网络具有“点多,线长,面广”的特点,这一特点造成列车的开行结构复杂多样,而复杂的列车开
光谱测量在环境监测、气象遥测、工业技术以及农业领域等方面具有广泛的应用价值。随着近年来精细光谱技术的突破发展,氧气A吸收带作为一种新型的大气反演通道,凭借其特有的谱
当今时代是信息技术飞速发展的时代,互联网时代背景下,“互联网+公关”成为新趋势,企业利用互联网的种种优势可以提高企业公关效率,但同时也面临了更大的不确定性,使企业公关