光纖光柵傳感技術(shù)在抗滑樁模型實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
時(shí)間:2008-06-13 09:06:00來(lái)源:fenghy
導(dǎo)語(yǔ):?本文介紹了光纖光柵傳感技術(shù)在滑坡防治抗滑樁結(jié)構(gòu)模型實(shí)驗(yàn)測(cè)試中的應(yīng)用情況。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,測(cè)試技術(shù)也越來(lái)越朝著高精度、小型化和智能化方向發(fā)展,新型的傳感器的研制也是當(dāng)代測(cè)試技術(shù)的重要發(fā)展內(nèi)容。將光柵傳感技術(shù)開(kāi)發(fā)成一種新的測(cè)試技術(shù),正是這種發(fā)展趨勢(shì)的具體體現(xiàn)。Bragg光柵傳感器不僅在通訊領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景,而且,還因其有反射波長(zhǎng)會(huì)隨著溫度、應(yīng)力的變化而發(fā)生改變的特點(diǎn),所以,被用來(lái)制成測(cè)量傳感器用于工程的健康監(jiān)測(cè)。國(guó)內(nèi)目前仍處于實(shí)驗(yàn)研究階段,離實(shí)用化還有很大的距離。本文介紹了光纖光柵傳感技術(shù)在滑坡防治抗滑樁結(jié)構(gòu)模型實(shí)驗(yàn)測(cè)試中的應(yīng)用情況。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試,不僅獲得了抗滑樁在滑坡體作用下的受力狀態(tài),而且,摸索到了光柵傳感技術(shù)的一些使用經(jīng)驗(yàn)和需要注意的事項(xiàng),為把該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際工程測(cè)試作了一些探索。
一、Bragg光柵傳感技術(shù)在抗滑樁模型實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
目前,在滑坡災(zāi)害防治中,抗滑樁已成為一種主要的防治技術(shù)措施被廣泛使用;麦w與抗滑樁是一個(gè)相互作用的復(fù)雜系統(tǒng)。為此,本文通過(guò)滑坡物理模型實(shí)驗(yàn),對(duì)抗滑樁在滑坡防治中的作用機(jī)理進(jìn)行更深入的研究與探討。在模擬滑坡的基礎(chǔ)上,對(duì)抗滑樁的受力進(jìn)行了測(cè)試。為了保證實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確,在實(shí)驗(yàn)中,同時(shí)采用了FBG傳感器和電測(cè)傳感器進(jìn)行測(cè)試,并將2種測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析比較。
1、FBG傳感器的標(biāo)定
從上面光纖光柵測(cè)試技術(shù)原理可以看出:光纖光柵測(cè)試技術(shù)測(cè)出的數(shù)據(jù)是Bragg波長(zhǎng)的變化量,Bragg波長(zhǎng)的變化量與應(yīng)變值的關(guān)系,在Bragg波長(zhǎng)為1500nm時(shí),典型的溫度和應(yīng)變靈敏度分別為0.011nm/℃和0.0012nm。為了更準(zhǔn)確地把光波波長(zhǎng)的變化量轉(zhuǎn)換成應(yīng)變量,本文按照常規(guī)的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn),以待測(cè)抗滑樁的材料為原料,做了一個(gè)懸臂梁的標(biāo)定實(shí)驗(yàn),如圖1所示。
圖1 FBG傳感器的標(biāo)定測(cè)試系統(tǒng)
由于實(shí)驗(yàn)基本在常溫下進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)時(shí),溫差極微甚至為零,所以,在標(biāo)定實(shí)驗(yàn)中,沒(méi)有考慮溫度補(bǔ)償。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)處理,求出FBG傳感器的讀數(shù)與應(yīng)變之間的關(guān)系為
ε=1143.15Δλ+10.5826,(1)
式中ε為應(yīng)變值,10-6;Δλ為波長(zhǎng)讀數(shù)的變化值,nm。