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采用分布式光纤传感技术光纤监测模拟堤坝渗漏实验
发布时间:2022年06月14日


在采用分布式光纤传感技术监测堤坝渗漏隐患时,渗漏发生的判据可借助温度和应变两个物理量,而实际渗漏发生时和加剧过程中的信号变化受具体边界条件影响。堤坝渗漏模拟实验采用黄河堤防原土建立堤坝模型,监测系统的分布式光纤传感器分为四层布设[4],如图 1 所示,研究采用分布式光纤传感技术实时监测模拟堤坝渗漏的可行性、可靠性以及应变信号特征。

图1 采用分布式光纤传感技术监测土堤坝模型渗漏和沉降的系统

Fig.1 A monitoring system of seepage and settlement for an earth embankment dam model using fully distributed optical fiber sensing technology

模拟系统包括水箱、水泵、流量控制阀、土堤坝模型、光纤、DiTeSt - STA202 分析仪及其分析软件和附件。考虑到分析仪的空间分辨率为 0.5 m,土堤坝模型尺寸建为 2 m × 1.2 m × 1 m 。预埋管道拔出后在坝体内形成模拟的渗流通道,水箱中的水通过通道渗漏流经坝体,模拟渗漏发生。流量控制阀控制水流大小,以模拟不同的渗漏程度。 渗流进水口和出水口布置在模拟堤坝的中间,进水口距离底部 0.8 m,出水口距离底部 0.25 m 。在距离模拟堤坝尾端开始铺设传感光纤,下面两层光纤间距为 0.1 m,从堤坝底部起的第三层和第四层之间的光纤间距为 0.05 m 。信号由分布式光纤传感分析仪 DiTeSt - STA202 采集,并通过自带软件对信号进行前处理,定量给出标定后的光纤段上应变变化信息,本实验关注有明显变化的光纤段 39.25 ~ 41.00 m 。



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