在水布埡面板壩安全監(jiān)測中光纖光柵傳感器的設(shè)計應(yīng)用

圖4 2#通道測試點(diǎn)溫度

從試驗結(jié)果可以看出，當(dāng)發(fā)生滲流時，由于溫度變化使其中心波長與溫度的相關(guān)系數(shù)很高，并沒有遲滯現(xiàn)象，它們存在很好的線性關(guān)系。證明了光纖Bragg光柵是一種十分理想的溫度傳感元件;這與理論分析結(jié)果吻合很好。而且傳感器的一致性良好，非常有效于大面積貼片測量，實(shí)現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)的測量。

3.光纖光柵健康監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成

光纖智能健康監(jiān)測系統(tǒng)主要由以下三部分構(gòu)成：光纖傳感器系統(tǒng)，信號傳輸與采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理與監(jiān)測系統(tǒng)。如圖5

圖5 光纖Bragg光柵傳感器(FBG) 橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)

進(jìn)行監(jiān)測時，光纖傳感器測量到的壩體實(shí)時狀態(tài)信號經(jīng)過信號傳輸與采集系統(tǒng)送到監(jiān)測中心，進(jìn)行相應(yīng)的處理和判斷，從而對壩體的健康狀態(tài)進(jìn)行評估。若監(jiān)測到的關(guān)鍵健康參數(shù)超過設(shè)定的閥值，則通過即時信息通知相關(guān)的管理機(jī)構(gòu)，以便采取相應(yīng)的應(yīng)急措施。

4.光纖光柵傳感器在面板壩工程安全監(jiān)測中的應(yīng)用

水布埡大壩作為目前世界第一高度混凝土面板堆石壩，其中的很多工程技術(shù)問題都是世界性難題，要探索并解決這些難題需要采用大量的先進(jìn)技術(shù)和工藝。在大壩的安全監(jiān)測方面，經(jīng)過綜合比較，最終確定采用武漢理工大學(xué)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的光纖光柵滲流(溫度)/面板應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一套完整的、具有現(xiàn)代化監(jiān)測和管理水平的安全監(jiān)測系統(tǒng)，加強(qiáng)事故檢測及緩解措施，充分體現(xiàn)運(yùn)行可靠，反應(yīng)及時，監(jiān)控準(zhǔn)確的特點(diǎn)

5.結(jié)論

本文成功地將光纖 Bragg光柵溫度傳感器和應(yīng)變傳感器應(yīng)用到大壩的施工監(jiān)測中，為進(jìn)一步的工程應(yīng)用積累了寶貴的經(jīng)驗，監(jiān)測的結(jié)果表明：光纖光柵應(yīng)變傳感器具有優(yōu)越的傳感性能，特別是在長期穩(wěn)定性方面，非常適合大壩、橋梁等工程長期監(jiān)測的需要。光纖Bragg光柵應(yīng)變傳感器可以有效地監(jiān)測大壩的施工過程，在實(shí)現(xiàn)對大壩整個生命周期的監(jiān)測，大壩的長期健康監(jiān)測和安全評估方面具有極大的應(yīng)用潛力和前景。

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