分布式光纤传感边坡工程检测设计

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光纤传感器与边坡监测

一、边坡问题的现状滑坡是指斜坡上的土体或岩体，受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素的影响，致使部分或全部土体（或岩体）在重力作用下，沿着地面软弱面（或软弱带）整体地或分散地顺坡向下滑动的地质现象。

我国是地质灾害多发国家之一，尤以滑坡灾害的影响最为严重。

据不完全统计，中国有70多座城市和460多个县市受到滑坡灾害的威胁及危害，平均每年至少造成15-23亿元的经济损失。

如果能够对滑坡进行监测, 实现滑坡危害的早期预报, 就可以最大限度地减少和防止滑坡所造成的损失。

因此, 监测既是滑坡调查、研究和防治工程的重要组成部分，又是崩塌滑坡灾害预测预报信息获取的一种有效手段。

二、滑坡监测的方法从滑坡的监测内容来看，滑坡监测应该是由多种监测方法相结合的。

对于不同的监测目的、不同的滑坡发育阶段及不同的滑坡类型所选择的滑坡监测方法也不同。

目前滑坡动态监测中使用的技术大致可归纳为宏观简易地质检测法、大地精密测量法、设站观测法、仪器仪表监测法和综合自动遥测法。

2.1 、宏观简易地质检测法这种方法主要是对滑坡发育过程中的各种迹象，如地裂隙、房屋、泉水动态等进行定期监测、记录，掌握滑坡的动态变化和发展趋势。

其中，最常用的是对地表裂隙、建筑物变形的监测。

在裂隙处设置简易监测标志，定期测量裂隙长度、宽度、深度的变化，以及裂隙的形态和开裂延伸方向等。

由于滑坡体在滑动过程中各部位受力性质和大小不同，滑速也不同，因而不同部位产生不同力学性质的裂隙，有滑坡后部的拉张裂隙、滑坡体中前部两侧的剪切裂隙、滑体前缘的鼓张裂隙和滑坡舌部的扇形裂隙。

除此之外，还有一些滑坡标志，如封闭洼地、滑坡鼓丘、滑坡泉、马刀树、醉汉林等。

该方法的特点是获取的信息直观可靠，简单经济，实用性较强，适应于对正在发生病害的边坡进行观测。

但也存在内容单一、精度低和劳动强度大等缺点。

2.2、大地精密测量法该方法即采用高精度光学和光电测量仪器，如精密水准仪、全站仪等仪器，通过测角和测距来完成监测任务。

实例——用光纤传感器研究边坡稳定性的监测系统

２０年第５０６期
美国地质调查局
７
区一个典型斜坡的水平方向和垂直方向上，就
试验样品数量、承压水位的变化和地震效应等
Ｐ是正的条件下，在降水临界值之上，如是负０值，它在临界值之下。降水指数和气温指数一道用来确定当时的条件或者基于降水和气温预报条件，表明有利
要）
欧洲空间组织（ｕｏｅｎｐｃｅｃＥｒｐａＳａｅＡｇｎｙ
成分的反射光谱（摘要）
滑坡在发生以前没有任何预兆，因此它对
人类、植被和地貌造成相当大的危害。这样的
（Ｓ】用地球资源卫星（ＲＳＥＡ）Ｅ）合成孔径雷达
空照片确定滑坡。地图信息ＧＩＳ软件用于数字
纤形变测量技术）系统、ＦＧ系统和ＭＤ系ＢＭ统。这些系统已经在日本的几个地方经过了测
试，校验了它们的应用。本论文就是说明了这些系统的校验结果（要）摘。
Ｃｉｈ地震诱发的滑坡（ｈｃｉ摘要）
１９９９年９月２１日ｃｉｈ地震诱发了许多ｈ．ｉｃ滑坡发生。这些滑坡根据研究中的ＳＯＴ成像Ｐ已经编制成图。用ＧＩＳ作为工具，作者建立了地震诱发滑坡的ＧＩ台，析了它们的特点，Ｓ平分包括类型、分布、面积和数量等。滑坡的分布

基于光纤传感的边坡工程监测技术

基于光纤传感的边坡工程监测技术摘要：边坡工程是土木工程中一个重要的领域其稳定性和安全性直接关系到周围环境和人民生命财产的安全。

然而，由于边坡地质、气候变化和人为因素等原因，边坡工程存在着一定的安全风险。

因此，边坡工程的实时监测和预警对于减少风险、保障工程安全具有重要意义。

关键词：光纤传感；边坡工程；监测技术引言随着城市建设的不断发展，边坡工程在土地开发和基础设施建设中起着重要的作用。

边坡工程在现代建设中广泛应用，但由于水土流失、地震等因素的影响，边坡的稳定性成为了一个关键问题。

本文主要研究了基于光纤传感的边坡工程监测技术，希望通过光纤传感技术的应用，提高边坡工程的监测效果和预警能力。

1、光纤传感边坡工程监测技术的概述光纤传感边坡工程监测技术是利用光纤传感器实时监测边坡工程的变形、位移、应力、温度等多种参数的技术。

传统的边坡工程监测方法往往需要大量的传感器和设备，而光纤传感边坡工程监测技术通过将光纤布设在边坡内部或表面，利用光纤传感器对环境参数的变化进行测量，从而实现边坡的实时监测和预警。

光纤传感器是一种基于光纤的传感器设备，可以通过测量光的强度、相位或延时来获取环境的各种参数。

它具有高灵敏度、高精度和抗干扰等特点，不仅能够提供准确的监测数据，还能够适应复杂的边坡监测环境。

光纤传感边坡工程监测技术主要包括光纤光栅传感器（FBG）和光纤拉曼散射传感器（OTDR）两种常见的应用方法。

光纤光栅传感器通过将光纤中的一段光栅进行周期性折射，形成波长的反射光，从而实现对温度、应变等参数的测量。

在边坡工程中，光纤光栅传感器可以用于测量边坡的变形、位移和应力等参数。

光纤光栅传感器的操作原理是通过光纤中的光栅结构，使得光在特定波长上被反射，当光纤受到应变和温度变化时，光的反射特性会发生变化，从而通过测量反射光的波长变化来获得应变和温度的信息。

光纤拉曼散射传感器是一种通过测量光纤中的拉曼散射信号来获取环境参数的传感器。

分布式光纤传感边坡工程检测设计

分布式光纤传感边坡工程检测设计作者：陈同琦严焕仪王开发刘钊良来源：《科技视界》2016年第12期【摘要】光纤传感的边坡工程检测系统是光纤振动传感器的一种新型应用设计，可对边坡工程进行实时监测，同时掌握边坡的变形动态，对滑坡进行预警。

高精度的传感器对边坡振动信号进行识别、经验模态分解，提取不同环境状态下的快速傅里叶变换频谱系数，再结合小波包分解技术，建立信号特征向量，对信号进行模式识别，从而达到快速准确地分析处理数据。

该方案有效的区分风、雨其他外界因素干扰，较准确的反映边坡的检测情况满足工程安全监测和滑坡早期预警要求。

【关键词】光纤传感；振动信号；小波包；模式识别0 引言随着我国近年来对铁路公路等基础设施的大力投资，边坡工程的稳定状况给人民的生命安全带来很大威胁，因此，对边坡工程进行监测是一项必不可少的工作。

而传统的集TDR、渗压计、测斜仪等采集器于一体的监测系统，由于受到自身因素的影响，普遍存在抗干扰性、耐久性和长期稳定性较差的缺点，难以适应现代岩土工程监测的要求。

分布式光纤震动传感器与传统监测系统相比，具有探测距离长、响应速度快、灵敏度高、自身不辐射、不受电磁干扰等性能，能够对边坡振动信号进行识别，有效的提高边坡检测的准确率，因此分布式光纤振动传感器在边坡安全、边界预警等领域具有广阔的应用前景。

设计采用经验模态分解技术对边坡格构梁、挡土墙等工程进行变形监测的分布式光纤监测系统，介绍分布式传感光纤的布设、参量提取以及模式识别。

在某段土边坡上进行分布式光纤监测实验，对此技术应用于边坡监测的可行性进行验证。

1 分布式光纤传感器介绍分布式传感系统是利用一根或多根特种光纤作为延伸的传感元件，即任意区间的光纤既是传感单元，又是其它传感单元的信息传输通道，可连续获取被测对象沿该光纤在空间和时间上变化的特征参量及分布信息。

它的主要优势在于对大型或超大型工程的整体应变、温度等进行监测，如油气管线泄漏、大坝和堤防渗漏及边坡等分布式监测等。

基于光纤传感的边坡变形监测研究

基于光纤传感的边坡变形监测研究边坡是山地地质环境中常见的地形特征，其稳定性对于保护生命财产以及维护生态环境至关重要。

然而，边坡的持续变形可能导致严重的地质灾害，因此边坡变形的监测和预警技术显得尤为重要。

基于光纤传感的边坡变形监测研究是一项当前受到广泛关注的课题，本文将对其进行深入探讨。

首先，我们需要了解何为光纤传感技术。

光纤传感技术是利用光的传输和调制特性来实现对物理量的测量。

其原理是通过反射或散射来获得物体的形变信息，从而实现对边坡变形的监测。

光纤传感技术具有高精度、实时性和远程监测能力的优势，因此被广泛应用于边坡变形监测。

基于光纤传感的边坡变形监测研究主要包括光纤布设和数据处理两个部分。

在光纤布设方面，通常将光纤埋设在边坡中，形成一个光纤传感网络。

光纤可以在边坡的不同位置收集到形变信息，并将其传输到监测中心。

这种布设方式可以全方位地监测边坡的变形情况，为后续的分析和预警提供可靠的数据基础。

在数据处理方面，通过对光纤传感网络中的光信号进行采集和处理，可以获得边坡的变形信息。

光纤传感技术可以实时监测边坡的位移、应变、温度等参数，并将数据传输给监测中心进行分析。

通过对数据的处理和分析，可以及时发现边坡的变形趋势，为灾害预警和防护工作提供科学依据。

在实际的边坡变形监测中，基于光纤传感的技术还有一些特殊的应用。

例如，通过利用拉曼散射效应，可以实现对边坡的纵波速度和剪切波速度进行监测。

这种监测手段可以提供更加精确的地质信息，有助于评估边坡的变形状况和稳定性。

此外，还可以利用光纤传感技术实现对边坡的地下水位、裂缝变化等情况的监测，为边坡变形的分析和预警提供更加全面的数据依据。

然而，基于光纤传感的边坡变形监测仍然存在一些挑战和问题。

首先，光纤传感网络的部署和维护成本较高，需要专业的技术人员进行操作。

其次，光纤传感技术对光纤本身的要求较高，需要确保光纤的质量和稳定性，以保证数据采集的准确性。

此外，光纤传感技术可能受到环境因素的影响，如温度变化、土壤湿度等，需要进行相应的校正和修正。

分布式光纤传感技术在高速公路边坡安全监测中的应用

图１分布式光纤传感高速公路边坡安全监测系统示意图
ＳＮＳ（ｓａｆｅｔｙｎｅｔｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ）柔性防护网是利用高强钢丝绳网（高强度钢丝格栅）、支撑绳、锚杆和其他安装附件作为主要构成部分，以覆盖或包裹路基边坡坡面，限制坡面岩石体、土体等崩塌、滚落（坠落）的一种柔性安全防护系统。ＳＮＳ柔性防护网以其柔性特性，将局部集中荷载向四周均匀传递，充分发挥整个系统的防护能力，从而使系统能承受较大的荷载，降低单根锚杆锚固力，与常规边坡坡面防护体系相比更胜一筹。ＳＮＳ主
随着我国高速公路网的日渐完善，高速公路频繁穿越山区地带，这些路段通常具有路基高填深挖的特点，公路沿线由山体崩塌滑坡所引发的灾害会大范围影响出行安全。为确保路基路面的安全及稳定，需加大对路基边坡监测的研究力度，建立实时有效的高速公路边坡安全预警系统。
姚明远张浩霖
（武汉理工光科股份有限公司武汉４３００００）
摘要现有的高速公路边坡监测技术，主要面临的难点是电类技术抗干扰、取电、信号传输、维护。文中利用分布式光纤传感技术，以ＳＮＳ柔性防护网为光缆载体，实现了现场无需供电、集传感与传输于一体的长距离监测。通过对应力和振动监测数据的采集分析，提供准确的告警信息，定位精度可达±２０ｍ。该技术有效克服了现有边坡监测技术的不足，并且将主动预警和被动报警相结合，可及时发现高速公路边坡危岩落石灾害事件。关键词高速公路边坡监测分布式光纤传感ＳＮＳ柔性防护网中图分类号Ｕ４１５；４１６．１＋４

分布式光纤传感技术在高速公路边坡安全监测中的应用

分布式光纤传感技术在高速公路边坡安全监测中的应用摘要：边坡变形监测是边坡稳定性评价的重要手段，已经在滑坡预测预报中得到大量应用。

但是，边坡变形监测地普及远远跟不上国家经济建设发展，尤其是随着我国近些年来对铁路、公路投资的大幅度提升，开挖大量的工程边坡，给交通和人民的生命安全带来很大威胁。

因此，为适应边坡工程监测的需求，选择近年来发展起来的光纤传感监测技术，依托大量的工程实践，开展分布式光纤传感技术在边坡监测中的应用研究。

结合分布式光纤传感技术和边坡变形监测的特点，开展了监测方案制定问题的研究。

关键词：分布式光纤传感技术；高速公路边坡；安全监测；应用引言：随着我国高速公路里程不断增长，人们对高速公路的要求也越来越高，不仅仅要求道路的通畅，也要求高速公路的绿化和美化。

高速公路边坡的生态防护作为高速公路绿化的一个重要组成部分，对于防止水土流失、减轻污染、稳固路基、保障行车安全等有着重要意义。

1、高速公路的边坡特点1.1呈现条带状分布，地域性明显一条高速公路一般数十公里，乃至几百公里，公路沿线自然环境差异极大。

气温差别大，气候可分为中亚热带、北亚热带、南温带和中温带等。

沿线有农田、丘陵和林地等多种自然景观。

因此，在边坡植被变化较多，在进行边坡植物种植时，必须充分考虑地域特点，做到适地适树。

1.2原有生态系统受到破坏高速公路的边坡，特别是挖方边坡，开挖后使地表植被遭到破坏，原有表土与植被之间的平衡关系失调，表土抗蚀能力减弱，在雨滴和风蚀作用下水土极易流失。

而且边坡的坡度大，土壤渗透性差等原因，边坡土壤对降水截留较小，这一方面容易造成水土流失和光、水的再分配，另一方面由于水土流失导致坡面土壤贫瘠，立地条件差，不利于植物生长，原有的生态系统受到破坏。

而高速公路修建后，对地表进行破坏，生态系统受到破坏后，短时间内很难进行恢复。

1.3交通污染影响植被的正常生长汽车污染主要分为噪声污染和大气污染，而高速公路恰恰是汽车污染最为集中的地方。

分布式光纤传感边坡工程检测设计

两束光经过另一只耦合器汇合后接到两个光探测器上当外界的物理５结论
振动干扰信号作用于信号臂上面时．两臂之间的光相位就会出现差
本文对传感光纤在边坡加固工程上的布设、信号的小波包分解和
异．两束光在汇合端就会发生干涉．这一干涉信号通过耦合器分成两模式识别进行了介绍．实现了ＭＡＴＬＡＢ与ｃ＃混合编程对不同振动信
优点。本文采用了基于马赫曾德尔型干涉仪结构的方案。３ｄＢ光耦合组．说明基于小波包分解的振动识别技术能很好地运用于光纤边坡检
器ｌ（即等强度分光器）将激光器发出的光分成光强度相等的两束光．测系统
这两束光输入到两个长度基本相等的单模光纤去．在光纤的另一端．
器于一体的监测系统，由于受到自身因素的影响，普遍存在抗干扰性、松地实现矩阵运算、图形显示等计算复杂度高的操作，因而可以将应用
耐久性和长期稳定性较差的缺点．难以适应现代岩土工程监测的要求程序的计算功能交给ＭＡＴＬＡＢ引擎来完成，用ｃ＃实现界面部分。
分布式光纤震动传感器与传统监测系统相比．具有探测距离长、响应
及分布信息。它的主要优势在于对大型或超大型工程的整体应变、温ＭＡＴＬＡＢ仿真得到的基于小波包分解特征参量提取的边坡模拟振动
度等进行监测．如油气管线泄漏、大坝和堤防渗漏及边坡等分布式监信号和下雨振动信号的能量柱形图．从图中可以两类信号可以凭借小
测等。
模式识别的基本思想是将提取阶段得到的特征向量定义在一个
速度快、灵敏度高、自身不辐射、不受电磁干扰等性能，能够对边坡振特征空间中，不同的特征向量都对应于空间中的一点。在分类阶段利

光纤传感技术在边坡工程监测中的应用

特点。
年代取得了巨大进步。管这些行业的尽发展在近几年陷入低谷．其中很多先但
能知道外界物理参量的变化。弯原理微
的作用机理如下：当钢绳受轴向应力被拉伸时光纤也一起跟着被拉紧．敷贴在绳索上．并产生侧向变形。另外．随
扰。在对三峡链子崖山体长达几十年的
技术的发展。
光纤传感器虽然比传统电子传感器
界其他物理量之间的关系．里钢绳相这
当于外部变形器它具有连续．韧柔体
体积小、重量轻．但其更敏感．传感速积小．几何与材料参数（径．纵弹性直度更快．有更宽的带宽。光纤传感器拥
时传感器也应能在水环境中保持工作稳成本也大大地降低了．进了光纤传感之间的关系式．就能知道应变大小、外促
定．即满足防水、防潮要求。ＪｌＪ－：．在￣
自然环境中．应能防雷击和抗电磁干
Ｅｇｅｒｇａｅ工程市场ｎｅｎ＆ｍｒｉｉｎｋ
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维普资讯
【工程技术】
光纤传感技术在边坡工程监测中的应用
文／昊明潘仁累
要防止由于公路建设造成的边坡灾了监测技术的实施．因此．测设备必监

光纤传感技术在边坡变形监测中的应用

光纤传感技术在边坡变形监测中的应用摘要:边坡的失稳和滑坡一直是人们关注的问题，滑坡的发生严重威胁着交通运输安全，甚至生命安全。

所以对边坡变形实施长期、实时的监测、掌握其变形规律、在边坡地质灾害的预防中有着十分重要的意义。

传统的监测大都用的是电磁类传感器和仪器，很容易受到电磁的干扰，而且不能实时在线监测，而基于光纤的传感器具有抗电磁干扰、体积小、重量轻、耐腐蚀、灵敏度高等优点。

近年来光纤传感技术在飞速发展。

关键词：边坡；传感器；光纤传感技术1.引言我国是一个多山的国家，是世界上滑坡频繁的国家之一，滑坡与滑坡体的的组成物质、形状、结构、受力状态、软弱面等因素有关。

边坡的监测一直以来都是人们关注的问题。

传统的监测方法有宏观地质监测法、大地测量法、地质雷达法、数字化近景摄影测量法、测缝法、钻孔测斜法、监测土体含水率、地下水位、孔隙水压力计等方法，它们自动化程度低、监测效率低、难以实现实时监测、易受电磁干扰等缺点。

光纤传感作为一种新型的监测技术，由于其具有可靠性好、抗电磁干扰、抗腐蚀、体积小、可在恶劣的环境下工作等优点，近年来发展非常迅速。

2. 光纤传感技术在边坡中的分类与应用光纤传感在边坡的主要技术有分布式光纤传感技术和光纤布拉格光栅技术（FBG），其中分布式光纤传感技术主要包括布里渊散射光时域反射技术（BOTDR）和布里渊散射光时域分析技术(BOTDA)，下面将详细的介绍上述的光纤技术在边坡监测中的应用。

2.1 FBG光纤传感技术在边坡监测中的应用与研究1978年，Hill K O成功研制了世界上第一根光纤布拉格光栅（简称FBG）。

FBG技术在空间上测量的数据并不是连续分布的，但FBG技术的测量精度很高，并且系统测量时间较短，可实现实时监测。

FBG用于应变监测时，主要用于变形位置已大致确定，形变较大的结构体的应变监测。

2016年章易坤、郭永兴等[1]将一根FBG经预拉伸后，光纤的两端固定在凸台上，刻有光栅的部位位于凸台之间并将重物分割为两部分分别粘贴固定于梁的正反面,当传感器发生倾斜时由于重物的重力作用，将带动梁的弯曲，凸台上被张拉的光纤光栅受到的拉力将增大或者减小，通过光纤光栅反射的中心波长的改变计算出角度的变化，此设计在灵敏度、分辨率、线性、重复性上都有很好的改进但是在实际工程中的应用还需要设计一个温补的装置。

分布式光纤在边坡工程中的应用

分布式光纤在边坡工程中的应用一、引言近年来，我国气候正从干旱转向多雨，地壳表层活动的不断增强，特别是山区经济开发活动的进一步升级，以及不合理的工程活动、滥伐森林、破坏草场、孤独垦荒等人为因素和我国多山的自然环境因素，近十几年来，滑坡在我国山区的频繁发生，平均每年造成的直接经济损失达10多亿元，死亡近千人。

因此，滑坡的监测及预防是必不可少的任务。

二、国内外研究现状布里渊散射光时域反射技术(BOTDR) 是目前国际上近几年才发展成熟起来的一项光纤传感技术。

BOTDR 技术起初应用于航天领域,在发达国家相继应用于电力、通讯、工程等领域的应变监测和监控。

工程领域主要应用于桥梁、大坝、隧道等大型基础工程的安全监测和健康诊断,并取得了很多成功应用的经验;在日本,开始将BOTDR 技术应用于边坡工程的变形监测中;从90 年代开始,我国就开始光纤传感技术的应用研究,目前国内BOTDR 技术主要应用于桥梁、隧道等构筑工程的变形监测领域。

BOTDR 具有分布式、长距离、灵敏度高、抗电磁干扰等特点,通过合理的布设,可以方便地对滑坡体的各个部位进行监测。

由于其具有很好的技术应用前景,已经成为一些发达国家如日本、美国、加拿大、瑞士等国家竞相研发的课题。

三、常用山体滑坡监测方法及其特点1.1 大地精密测量法滑坡监测一般采用大地精密测量法。

该方法利用精密水准仪通过几何水准测量获得垂直位移量,并利用精密全站仪通过交会法、导线法等得到水平位移量,由此得知滑坡体的三维位移量、位移趋势以及地表形变范围。

因为该方法具备操作简便、易于实现和成果准确可靠等优点,所以长期以来备受滑坡工程监测人员的青睐。

但是它也存在着一定的局限,例如易受地形通视条件限制及天气状况影响,监测周期长,连续观测的能力差等。

1.2 近景摄影测量法该方法的测量方式比较多。

如利用普通相机或数码相机照相,输入计算机先进行像点测量,再通过程序计算获取三维坐标,根据坐标判断形变[7 ] ;或者用专用量测相机对滑坡监测范围进行拍摄,并构成立体像对,结合坐标量测仪测出观测点的像坐标,然后结合坐标法测定地面变形[8 ] 。

基于分布式光纤光栅传感技术的边坡深层水平位移监测方法

基于分布式光纤光栅传感技术的边坡深层水平位移监测方法张超【摘要】光纤光栅测斜仪作为新型边坡监测技术,具有测量精度高、传输距离长、抗干扰性强等优势,能弥补目前测斜仪所存不足.基于弯曲理论及共轭梁法,并采用光纤光栅测斜仪推导理论模型,提出光纤光栅传感器测点应变与边坡深层水平位移监测的计算方法.采用上述理论算法所得数据与裴华富等提出应变位移算法所得数据及攀田高速公路路堑边坡测斜监测项目数据进行对比分析.结果表明,上述理论所提监测方法比应变位移算法精度高,为光纤光栅测斜仪新型监测技术推广奠定新的理论基础.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2018(040)009【总页数】3页(P116-118)【关键词】分布式;光纤光栅;传感器;边坡;深层水平位移【作者】张超【作者单位】上海同豪土木工程咨询有限公司,上海 200000【正文语种】中文【中图分类】TU375.40 引言目前规范对边坡稳定性判定主要利用深层水平位移控制，测斜仪为边坡深层水平位移传统监测工具。

该仪器是一种用来测定钻孔倾角及方位角的原位量测设备，通过对所测倾角进行换算就可以计算出岩土体内部不同深度位置处的位移变化值[1]。

然而该类测斜仪存在较大的不足：如使用寿命短；偶然误差较大；数据采集器会出现漂移误差，测斜仪导轮容易磨损，测斜管堵塞导致数据无法读取等[2]。

光纤光栅传感技术具有测量精度高、传输距离长、抗干扰性强及自动采集数据等优势，为弥补测斜管的不足提供良好的技术手段[3]。

朱鸿鹄等[4]、殷建华等[5]将测斜管与光纤光栅传感器结合制成光纤光栅测斜仪，如图1所示。

并利用该监测技术对香港某公路边坡变形及应变情况进行长期监测。

但朱鸿鹄、殷建华等人停留在将光纤传感技术与测斜管进行形式上的结合，并未实现数据交互，边坡稳定性仍采用测斜仪所测数据进行判定，未充分发挥光纤传感技术的优势。

裴华富等、旷小林等[7]在朱鸿鹄、殷建华设计出的光纤光栅原位测斜仪基础上，利用差分算法，建立光纤光栅应变数据与边坡变形之间的函数关系，实现了应变到位移的转化，充分发挥光纤传感技术的优势。

大量程分布式光纤传感技术研究及工程应用

大量程分布式光纤传感技术研究及工程应用面板堆石坝的面板表面变形和滑坡体地下深部变形位移监测是其稳定性评价的重要手段,已经在大坝、岩体稳定性预测预报中得到大量应用。

但是精度高、稳定性好的形监测技术远远跟不上国家经济建设发展,尤其是随着我国近些年来对水利工程投资的大幅度上升,实时、准确地监测坝体、边坡变形等稳定问题显得十分重要。

为适应大坝工程监测的需求,选择近年来发展起来的光纤传感监测技术,结合面板堆石坝和边坡监测工程实践,针对目前监测技术的不足,开展基于缠绕的分布式光纤传感技术研究。

首先分析了分布式光纤传感变形监测方法的特点,其次建立了缠绕式光纤应变传感器的物理模型,基于光纤传感器监测机理,分析该分布式光纤位移—光损关系,再次提出了一种基于缠绕的分布式光纤应变传感测量装置,开展了该分布式光纤传感器性能试验研究,最后将分布式光纤传感器监测系统应用于工程实际。

通过对以上内容的研究,主要取得了以下的成果：1)建立了缠绕式光纤应变传感器的物理模型,研究了基于螺旋的分布式光纤传感器监测机理,探索了岩层间距变化、不同岩层倾角对位移—光损耗的关系的影响规律。

结果表明：宜采用波长1550nm和1310nm的组合光源监测系统,既能使系统有较小的初始感知位移,又能使系统有较大的测量范围；分布式光纤光损耗的主要影响因素除滑动位移量外,还与岩层间距(夹层厚度)、岩层滑移角度、入射光波长以及光纤类型有关。

采用空心橡胶棒,可增长测试路径,扩大位移量程,进一步提高事件点的定位精度。

2)提出了一种基于缠绕的分布式光纤应变传感测量装置,分析了橡胶管直径、螺旋间距对传感器灵敏度的影响规律。

结果表明：在光纤光损耗和变形位移曲线的有效区域内,光纤的变形位移与光损耗基本呈线性关系,在变形位移一定的条件下,直径越大的橡胶管,光纤感知位移变化的灵敏度就越低；螺旋间距越大的光纤,感知位移变化的灵敏度也越低,采用直径为40mmm、螺旋间距为15mm的橡胶管的光纤传感器既能保证有较高灵敏度又能保证有较大的动态测量范围。

分布式光纤传感系统的设计与实现

分布式光纤传感系统的设计与实现随着科技的不断发展，传感技术也得到了很大的提升。

传感技术已经广泛应用于各个领域，并且有着非常广泛的应用前景。

其中，分布式光纤传感系统是目前应用非常广泛的一种传感技术。

本文将介绍分布式光纤传感系统的设计与实现过程。

一、分布式光纤传感系统的基本原理分布式光纤传感系统是通过将光纤作为传感器，利用光纤本身的特性来进行物理量的测量。

基本原理是利用光纤的反射特性，将光纤作为一种传感器，通过测量反射光的强度、时间等参数，来实现对物理量的测量。

通过对光纤中的光信号进行加工处理，可以得到被测量物理量的信息。

二、分布式光纤传感系统的设计分布式光纤传感系统的设计主要包括了以下几个方面：（1）光纤的选用光纤是分布式光纤传感系统的核心组件。

因此，在设计分布式光纤传感系统时，必须选择性能优良的光纤。

在选择光纤时需要关注的因素包括：光纤的反射特性、光的损耗、光纤的传输距离等。

（2）光源的选用在分布式光纤传感系统中，光源用来将光信号传输到光纤的一端。

因此，在设计分布式光纤传感系统时，需要选择适合的光源。

可以选择激光光源或者LED光源。

（3）光纤探头的设计光纤探头是指将光纤的一端放置在被测量物体表面上的一种装置。

光纤探头的设计直接影响分布式光纤传感系统的测量效果。

（4）光信号采集系统的设计光信号采集系统主要负责对反射光信号进行采集和处理。

通过光信号采集系统，可以得到被测量物理量的信息。

三、分布式光纤传感系统的实现分布式光纤传感系统的实现需要进行以下几个方面的工作：（1）光纤的焊接在实现分布式光纤传感系统时，需要对光纤进行连接和焊接。

因此，在实现分布式光纤传感系统时，需要进行光纤的焊接操作。

（2）光信号采集系统的实现为了使分布式光纤传感系统能够正常工作，需要实现光信号采集系统。

该系统主要包括了光信号采集器和信号处理器两部分。

通过这一部分的工作可以实现对光信号的采集和处理。

（3）光纤探头的设计和制造光纤探头是分布式光纤传感系统的关键部件之一。

边坡加固锚杆分布式光纤监测与分析1

边坡加固锚杆分布式光纤监测与分析摘要：分布式光纤传感器具有分布式、连续性、长距离、耐久性、抗干扰和轻细柔韧的特点，在边坡应变监测方面具有良好的发展前景。

论文利用粤赣高速公路K3边坡的监测数据，从时间、空间两方面，采用作应变-时间点线图和剖面应变等值线图的方法分析该坡的应变分布特征。

关键词：边坡锚杆BOTDR 分布式光纤监测Slope fiber reinforced bolt Distributed Monitoring and AnalysisAbstract: Anti-jammingKey Words:Slope, Bolt, BOTDR,monitoring目录第一章绪论 (1)第二章BOTDR分布式光纤监测技术 (3)2.1 布里渊散射 (3)2.2 基于布里渊时域反射技术（BOTDR）的分布式光纤传感技术 (3)2.3 光纤应变的计算方法 (4)第三章粤赣高速公路路堑边坡分布式光纤监测工程概况 (6)3.1 监测对象 (6)3.2 锚杆应变分布光纤监测方案 (7)3.3 监测内容及周期 (8)第四章监测结果分析 (8)4.1 应变-时间点线图分析 (8)4.2 应变等值线图分析 (12)第五章总结及存在的问题 (15)参考文献........................................................................... 错误！未定义书签。

致谢................................................................................... 错误！未定义书签。

第一章绪论边坡系统是一个复杂的开放系统，其演变过程中不断地与周围环境进行物质和能量交换。

边坡既受变形力学机制、岩土体物理力学性质变化等内动力的控制，又受环境条件，如地应力、气候、地下水位、人为开采、支护等外力的影响，且各种内外动力作用都是动态变化的，致使边坡的变形十分复杂，表现出非线性系统的行为特征。