斜(滑)坡高分辨率分布式光纤应力监测仪研究

基本信息
批准号:61327004
项目类别:专项基金项目
资助金额:280.00
负责人:周晓军
学科分类:
依托单位:电子科技大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:周策,欧中华,刘一民,李剑峰,代志勇,岳慧敏,陈立功,卢磊,陈玉
关键词:
光频域反射地质灾害预警预报分布式应力传感器三维力学判据保偏光纤
结项摘要

Aiming at the current lack of effective geo-hazard monitoring, early warning and forecasting technology applied to slope and landslide disaster, this project will develop a new distributed fiber stress sensor with high spatial resolution and high sensitivity for monitoring the intra-stress of slope(landslide). Combining with the constructed three-dimensional mechanical criterion of slope failure, this fiber sensor can achieve the slope(landslide) warning and forecasting. Firstly, establishing three-dimensional mechanical criterion for time-dependent deformation and fracture of slope(landslide) by theoretical analysis and physical simulation experiments. Secondly, constructing the coupling model of stress and sensing fiber and improving the sensing sensitivity by designing the structure of polarization-maintaining fiber. Finally, constructing the optimization model of polarization sensitive optical frequency domain reflectometry(POFDR) and developing the distributed fiber stress sensor to achieve the slope (landslide) early warning. The POFDR also has many other advantages such as quick response and easy to network construction. Using different mechanical criterion, the POFDR can be applied to a number of geological disasters warning and forecasting including geotechnical engineering, mines, hydroelectric, etc.

针对目前国内外缺乏有效应用于斜(滑)坡等地质灾害监测领域的预警预报技术,本项目拟研制可测量斜(滑)坡内部应力分布、高空间分辨率、高灵敏度分布式应力监测仪,并与拟建立的斜坡变形失稳三维力学判据相结合,实现对斜(滑)坡等地质灾害的预警预报。.为此,首先通过理论分析和物理模拟试验建立斜(滑)坡变形破裂扩展、失稳应力与时间的三维力学判据;建立应力映射与传感光纤模式耦合模型,通过保偏光纤结构设计提高传感光纤应力传感灵敏度;建立偏振光频域反射系统参数的优化设计模型,研制出分布式应力测量仪,实现高空间分辨率和长距离传感,并与三维力学判据结合,最终实现对斜(滑)坡等地质灾害的预警预报。本项目拟研制的仪器可实现岩土体内部的分布式应力监测,并具有快速响应、易于组网等优点, 结合不同的三维力学判据模型,可实现对岩土工程、矿山、水利水电等众多地质灾害的预警预报,具有广阔的应用前景。

项目摘要

针对目前国内外缺乏有效应用于斜(滑)坡等地质灾害监测领域的预警预报技术,本项目研制了可测量斜(滑)坡内部应力分布、高空间分辨率、高灵敏度分布式应力监测仪,并与拟建立的斜坡变形失稳三维力学判据相结合,实现对斜(滑)坡等地质灾害的预警预报。.为此,首先通过理论分析和物理模拟试验建立斜(滑)坡变形破裂扩展、失稳应力与时间的三维力学判据;通过微弯光纤传感头结构设计提高传感光纤应力传感灵敏度,建立应力映射与光纤损耗之间的模型;优化光频域反射系统的算法,研制出分布式应力测量仪,实现高空间分辨率和长距离传感,并与三维力学判据结合,最终实现对斜(滑)坡等地质灾害的预警预报。本项目研制的仪器可实现岩土体内部的分布式应力监测,并具有快速响应、易于组网等优点,,结合不同的三维力学判据模型,可实现对岩土工程、矿山、水利水电等众多地质灾害的预警预报,具有广阔的应用前景。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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