【摘 要】
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分布式光纤感测技术因其具有分布式、长测距、灵敏度高等优点,已成功应用于岩土体变形监测。在分布式光纤感测技术应用于土体变形监测中时,光缆与土体界面容易产生滑移、脱粘等现象,降低监测数据的可靠性。因此,在利用分布式光纤感测技术监测土体变形时,需要首先探究光缆-土体的耦合性。为研究支盘扩径型锚固点（简称锚固点）对传感光缆-土体变形耦合性的增敏作用,本文建立了锚固增敏型传感光缆（简称锚固光缆）与土体变形耦
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分布式光纤感测技术因其具有分布式、长测距、灵敏度高等优点,已成功应用于岩土体变形监测。在分布式光纤感测技术应用于土体变形监测中时,光缆与土体界面容易产生滑移、脱粘等现象,降低监测数据的可靠性。因此,在利用分布式光纤感测技术监测土体变形时,需要首先探究光缆-土体的耦合性。为研究支盘扩径型锚固点（简称锚固点）对传感光缆-土体变形耦合性的增敏作用,本文建立了锚固增敏型传感光缆（简称锚固光缆）与土体变形耦合性评价模型,开展了三轴压缩条件下锚固光缆-砂土变形耦合性试验。本文相关研究工作和结果如下:（1）阐述了分布式光纤感测技术相比传统感测技术的独特优势,总结了国内外在传感光缆-土体变形耦合性试验研究、理论模型研究、传感光缆-土体耦合性增强方法等方面的研究现状。（2）针对当前研究所存在的问题,提出了新的试验方案,研究三轴压缩条件下锚固光缆与砂土的变形耦合性,设计了四种不同形式的锚固点,介绍了锚固光缆制作方法和试验条件。（3）建立了锚固光缆-土体变形耦合性评价模型。推导了四种不同锚固形式传感光缆-土体界面破坏准则,分析了锚固光缆-土体界面无滑移条件下的临界法向应力与光缆类型、应变差、锚固点直径的关系。进行了锚固光缆-土体应变传递理论分析,得到了应变传递系数和传感光缆-土体界面剪应力的分布情况。（4）开展了三轴压缩条件下锚固光缆-砂土变形耦合性试验。锚固光缆-土体变形耦合系数和最大可测平均剪应力分析结果表明,直径2mm锚固光缆-土体的耦合性优于直径0.9mm锚固光缆;非饱和砂土的锚固光缆-土体耦合性优于饱和砂土;锚固光缆-土体耦合性随锚固点间距增大或锚固点直径减小呈减弱的趋势,随砂土粒径减小呈增强趋势。圆片式锚固光缆与土体的耦合性最强。（5）在围压100kPa、200kPa、400kPa加载条件下,以平均变形耦合系数为比较依据时,锚固点对光缆-土体变形耦合性的提升率最高分别为50.6%,32.5%,34.5%;以最大变形耦合系数为比较依据时,锚固点对光缆-土体变形耦合性的提升率最高分别为54.8%,32.4%,34.5%。随着轴向偏应力的增大,锚固光缆-土体变形耦合性有增强的趋势。在卸载阶段,锚固点有效限制了光缆的回弹变形,使传感光缆和土体在卸载阶段的耦合性相对于未锚固光缆也得到明显提升。综上所述,增加锚固点可以有效提升光缆-土体变形耦合性。本文研究成果为锚固光缆监测土体压缩变形提供新的依据。
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