基于背向Brillouin散射监测混凝土应变

摘要

采用贴附法将一根玻璃纤维增强塑料(GFRP)单芯应变传感光缆埋设于钢筋混凝土试件的中间部位,对混凝土内部应变进行分布式测量.考虑在温度和外加应变的作用下,光纤中的背向布里渊(Brillouin)散射光将发生频移,使用光时域反射仪(OTDR)对反射光信号进行了分析.研究了混凝土凝固过程中应变的变化,结果表明:混凝土试件浇筑完成当天应变变化明显,应变变化趋势与试件内部温度相似,试件内部应变主要受水泥水化热的影响.试件凝固后,通过外力作用使得混凝土试件在纵向中心轴上产生平均宽度为6 mm的裂缝.检测裂缝出现前后试件的应变变化,发现裂缝出现后试件内部应变明显变大,共发现3个应变峰值.通过应变峰值位置的分析,可判断裂缝的出现位置与方向.实验显示,利用背向Brillouin散射的分布式应变检测技术可较好地实现混凝土应变的分布式测量.