分布式OTDR滑坡岩体推力监测系统的研究及应用

摘要

提出了一种用圆形弹膜片及微弯调制机构，进行滑坡崩塌岩体推力传感的分布式光纤传感系统以及一种不需双光路信号，就可减小光源波动及环境因素对测量的影响解调应力方法。推导出传感器的动态范围与分布个数的关系、传感器的灵敏度与应力的关系及瑞利后向散射光功率与应力的公式。建立起对岩体推力进行监测的试验系统。试验表明该传感器具有线性度好、重复性、准确度高及工程实用性好的特点。光纤传感器与其它类型的传感器相比，具有抗电磁干扰、结构简单、性能可靠、耐水性及电绝缘好、酎腐蚀；测量对象广泛，适用于多种物理量的监测；对待测场能够进行远距离、连续实时、分布式测量。因而在许多安全监测领域逐步受到人们的注意。分布式光纤压力传感器在桥梁、水利工程、建筑以及地质工程灾害监测中有着十分广泛的应用前景。其发展受到普遍的重视。目前高分辨率、高灵敏度的分布式光纤应力传感器多采用光相干方式，其光路结构复杂、调整难，工程实用性差。文中介绍的仪器为一种基于0TDR的分布式光纤压力传感器。具有较高的空间分辨率和测量灵敏度，工程实用性好。直接采用光纤应变传感器对滑坡、崩塌岩体、滑体推力进行监测，预测预报其灾害的发生，对滑坡、崩塌岩体防治工程监测，检测其施工质量，均具重要的现实意义。