结构健康监测光纤传感技术研究

1 绪论 1

1.1 光纤传感技术的国内外研究及应用情况 1

1.2 结构健康监测中的光纤传感技术在国内外的研究概况及存在的问题 3

1.3 进一步研究的问题 10

2 光纤传感器用于结构健康监测的基本原理 12

2.1 光纤传感器的分类 12

2.2 分布式光纤传感器的监测原理及主要技术指标 13

2.3 光纤光栅传感器的测量原理及主要技术指标 24

2.4 光纤传感器与其他传感器的比较 31

3 分布式光纤温度监测中的关键技术研究 34

3.1 引言 34

3.2 分布式光纤温度系数的率定技术研究 34

3.3 分布式光纤弯曲半径的合理取值研究 50

3.4 分布式光纤的伸长率研究 61

3.5 光纤测温系统最优预热时间研究 66

4 光纤光栅传感器性能检验及温度与应变交叉敏感问题研究 76

4.1 引言 76

4.2 光纤光栅传感器的技术性能检验指标 76

4.3 光纤光栅传感器技术性能指标的检验结果 79

4.4 光纤光栅传感器技术性能指标的检验结果分析 86

4.5 光纤光栅传感器的应变与温度交叉敏感问题及对策研究 93

4.6 交叉敏感问题处理方法在水布垭工程应用中的效果分析 96

5 光纤传感器埋设技术研究 101

5.1 引言 101

5.2 分布式光纤传感器安装埋设的难点分析 101

5.3 分布式光纤结构形式的改进 103

5.4 碾压混凝土大坝内光缆的埋设方法 106

5.5 混凝土面板堆石坝周边缝部位光缆的埋设方法 108

5.6 光纤光栅传感器的埋设方式及注意事项 110

6 分布式光纤传感器在景洪水电站大坝混凝土温度监测中的应用 113

6.1 引言 113

6.2 工程概况及坝区气象条件 114

6.3 分布式光纤传感网络布置方案 115

6.4 混凝土温度控制标准及分布式光纤观测要求 119

6.5 提高分布式光纤测温精度的技术措施及效果检验 121

6.6 施工期分布式光纤实测成果及分析 128

6.7 运行期分布式光纤实测成果及分析 140

7 光纤光栅传感器在钢筋混凝土结构健康钢筋腐蚀监测中的应用实验 147

7.1 引言 147

7.2 光纤光栅传感器监测钢筋腐蚀原理 152

7.3 光纤光栅钢筋腐蚀传感器实验分析 156

7.4 腐蚀率与波长位移关系的标定 158

8 光纤光栅传感器在隧道工程健康监测中的应用 160

8.1 引言 160

8.2 隧道工程长期健康监测系统 161

8.3 光纤光栅应变传感器在云南小磨高速公路九龙隧道工程中的应用 164

8.4 光纤光栅应变与温度传感器在福建厦门翔安海底隧道健康监测中的应用 167

9 光纤光栅传感器沉降监测系统的应用典型案例 173

9.1 引言 173

9.2 上海市临港新城海堤沉降光纤传感技术应用案例 173

9.3 郑州至西安铁路无砟轨道线路工后沉降光纤光栅监测案例 179

9.4 青藏铁路多年冻土路基沉降光纤监测案例 181

10 分布式光纤传感技术的渗流监测理论综述与应用实例 186

10.1 引言 186

10.2 时域分布式光纤传感技术的渗流监测理论基础 187

10.3 光纤光栅传感技术温度／渗流监测原理与结构 196

10.4 湖北省清江水布垭枢纽工程坝体渗流光纤光栅监测实例 200

参考文献 203