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土工格栅特性指标 土工格栅加筋土边坡使用FBG传感技术的成效研究

作者:www.tggeshan.cn(www.tggeshan.cn) 发布于:2019/4/9 23:36:02 点击量:
土工格栅特性指标 土工格栅加筋土边坡使用FBG传感技术的成效研究

作为一个新的传感技术在近几年迅速发展的光纤传感技术,也有传统的传感技术中没有的许多优点,光纤布拉格光栅(FBG)是最先进的发展方向之一,应用最广泛的光纤传感技术。使用斜率模型试验土工格栅方式,使用FBG应变传感器测量土工格栅研究,同时反射土壤变形的可行性。

加筋土技术的边坡稳定性保护技术更广泛的应用,但土工格栅作为一种新型土工合成材料加固,被广泛应用于边坡,挡土墙,加筋土路堤及地基工程。但现在由于相对小应变开展斜坡结构的监测,在应激条件下的加筋土工作和缺乏现场数据只能假设,人们作出的分配引起的应变,设计往往是保守。因此光纤布拉格光栅(FBG)应变传感技术土工格栅用于实时连续监控胁迫条件下引入,使用构成波分复用光纤光栅应变监测土工格栅不同的传感器网络层的不同部分,整体应变分布理解土工格栅也反映的变形泥。

光纤布拉格光栅(FBG)技术

光纤布拉格光栅(tting,简称FBG)是空间相位光栅是利用光敏光纤形成的芯材[1]内,在图1所示光纤布拉格光栅传感器的原理。用紫外光侧从光纤由轴向布拉格光栅,当从光源发射的连续宽带光入射通过Ⅰi传输光纤,直接写入在核心区域的纤维材料,如果入射波的波长满足布拉格衍射条件:

(1)其中:是有效芯折射率的布拉格波长为所述布拉格光栅间距传感器。光反射的波长将发生在原点,以及反射光的布拉格反射光的Ir,而光透射率其余波长的光仍然是通常的传播Ⅰt。为一体的光纤光栅的变化线性变化应变和温度作用时,考虑到的应变和温度变化的反射光的中心波长的波长偏移,的原因是:

(2)式中:有效光弹性系数,其值为约0.图22是可外干扰或温度来得到的纤维的热膨胀系数,光纤的热膨胀系数,只要在应变的测量布拉格波长的变化。并且由于布拉格的光谱反射仅入射频谱的一小部分,每个光纤光栅传感器的桨距调整的光,以使它们具有不同的布拉格光谱和不重叠,就可以是几个FBG传感器连接在系列,达到治疗所述感测结构的分布式测量点。

与监测传感器和其他光纤的传统方式相比,FBG传感器具有许多优点,如高的灵敏度,抗电磁干扰,稳定性好,可靠性,低传输损耗,容易实现所测量的信号的远距离检测可以是在恶劣环境中的一些测量中使用可以级联,真实分布测量。

斜率模型以在地下地层模型的铲和产生到斜坡方式回填坑砂,2M的凹坑尺寸模型×1米×1.2M,在图截面尺寸示出,到孔2中,在坑底部并压实砂第一回填层,控制为20cm的层厚度的模型,然后按45°的斜坡竞相缩回填充层中,每个的厚度层在控制10-20厘米,每回填和紧凑的边缘被挤压,在临时支撑施加到回填斜率接近的过程中,以便夯实土,压实,然后根据从一个比缩回的距离加入载体的后模型继续回填,和砂回填20厘米土工格栅压实铺设第一层,然后层叠起来砂回填土工格栅为50cm第二层,继续填充到与山层状表面齐平的顶部地面上,这样当所述带台阶的斜面的位置。在除去临时支撑体的底部,在所述填充步骤的水平,受试者的底表面的至少两个外部线,填充形成平滑倾斜45°,沿坡将填充压实。重复此步骤对于每个层,例如一层一层建立一个山坡,斜率以形成完整的模型。

1周站立模型制作完成后,主要是为了使运载装置的反作用力达到的具体的预期强度的底部,而砂在初始应力重力应力达到平衡状态下,由于位于室外的斜率模型,通畅的表面结构,以便在壳体中,以避免由降雨静置,使得损伤模型,表面模型铺设木并覆盖有保护性的防水油布的几层。

传感器布局:两个共铺设土工格栅,从山垂直距离30厘米的顶部铺设位置A层,B层在垂直距离50厘米下层甲铺设。的三层共同设置测量点A1,A2,A3,从斜面的边缘的距离为100厘米,65厘米,30厘米;乙层分别设置四个测量点B4,B5,B6,B7,从斜面的后边缘分别的距离,130厘米,100厘米,65厘米,30厘米,对于图中所示的每个测量点2。

由于FBG进行读数的测试数据的所有测量点的方式,测量点A1-B7的中心波长到FBG的也布置从小到大,使得当读取数据时,数据A1-B7波长以升序显示大,易数据记录。每个测量点的光栅戳穿,被布置在两个相邻的肋,关闭位置时,包装后的所有光栅保护光纤通过盒连接到所述分光器。

从山上到垂直距离80厘米乙回填层土工格栅,沿着压实铺路的水平铺设时不发生大的弯曲变形的土工格栅护理奠定了模型的顶部,沙回填保持回填土工格栅伸平,第一少量沙均匀的涂抹在土工格栅,然后逐渐增加回填砂量,沙子回填20厘米仔细压实,避免直接面夯实土工格栅,炮台遗址特别要注意的传感器,以避免过度冲击损坏传感器。30厘米从山顶到在所述垂直距离铺设的回填层土工格栅模型,具体步骤见上文。

模型试验设备和材料

在实验中使用的设备包括:由下部反应框架的手段加压油压千斤顶装置和数据获取装置,加压的液压千斤顶1米×0.装载板的3米手动加载,使用水平铸坑在模型的底部,并在混凝土坑壁的反作用力框架装置梁土壤,通过沿着坑的两侧增强两个矩形钢环焊接在一起放置并垂直混凝土梁和其下限,上加强顶层坑长约60cm,装载,装载板被放置在波峰扁钢的横向侧之间的上方,钢梁将穿透双方之间的钢环,钢梁支撑在两端与混凝土块结束时,在其上圈顶钢圈接触,负载板将被放置在千斤顶位置的中间,将所述压力传感器的上部,调整高度,压力的上表面传感器在与上钢梁接触。数据收集装置包括一负荷测定位移和应变的测量测量。

负荷传感器被放置在插口和连接到应变仪的反应框架之间,来自应变仪读应变数据,和所施加的负荷被控制成根据30με=为1kN的关系。使用位移计,总共三个测量点,装载在山垂直位移的顶部和这里的土壤被连接到两个土工格栅位移测量水平,应变仪位移计测量位移测量,被读出的应变值在根据200με=1毫米位移量转换成。应变收集和应变测量光栅,其耦合到所述光纤通过传导光栅FBG波长解调器,所读取的数据的波长,应变值根据波长的变化量来计算。


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