大坝模型试验的光纤传感变形监测.pdf

V01．27 第27卷第6期 岩石力学与工程学报 No．6 2008年6月(协f，zesP．，bⅡ，7z口Z矿尺Dc忌^和c矗日，lfcs口nd 大坝模型试验的光纤传感变形监测 朱鸿鹄1，殷建华1，张林2，董建华2，冯嘉伟1，靳伟3 (1-香港理工大学土木及结构工程学系，香港；2．四川大学水利水电学院，四川成都610065； 3．香港理工大学电机工程学系，香港) 摘要：考虑到大坝模型试验中内部变形难以监测的现状，研制了一种新型的基于光纤布拉格光栅(FBG)技术的光纤 传感器。这种传感器为圆棒式结构，其表面沿轴向安装了准分布式的光纤布拉格光栅。对于大坝物理模型，该传 感器可预埋入坝体和坝基的内部。当大坝受到油压千斤顶荷载产生变形时，该传感器类似于一根一端固定并同时 受轴向拉、压和横向弯曲的弹性梁。根据弯梁原理，由光纤布拉格光栅测得的应变结果可反算出大坝沿水平向和 竖向的位移分布。室内标定试验结果表明，该传感器测得的变形量与其他常规传感器的读数一致。在一个二维混 凝土重力坝物理模型的超载破坏试验中，采用预埋于坝体、坝基内部的光纤传感器以及表面安装式位移计、电阻 应变花对该模型进行实时的变形监测。试验结果验证了该光纤传感器在大坝模型内部变形监测中的有效性，同时 也揭示了大坝在超载作用下的变形机制和破坏形态。 关键词t水利工程；光纤传感器；光纤布拉格光栅(FBG)；模型试验；变形；监测；大坝 中图分类号lTV321 文献标识码：A 文章编号I 1000一6915(2008)06一1188一07 oFDAMMoDELBY DEFORMATIONMONITORING TESTOPTICAL FIBERSENSORS zHU Jianhual，zHANGLiIl2，DONGJianhua2，FuNGKawail，JINwei3 Honghul，YIN 尺PjD“，cPs口以删唧DwPr，S砌阳n阮fVP坶勿，劭Png幽，Sfc|ll阳n 7抛舶粥勋增肋坼F幽，lfc踟眦坶毋，协增勋粥，凸加口) ofthe in Abstmct：InconsiderationdimcultyOf intemaldefomationdammodeltests，anew monitoring optical fibersensorbasedonfiber hasbeen are Bragggrating(FBG)technology FBGs installedonaslender axialdirectiontomakeanFBG baLForthedam bar(circularcross．section)along sensing modelinmis barscanbeembeddedin holeswithintlledams仇Jcturea11d physical study，FBGsensing predrilled t11edamfbundation．Whent11edamisloaded andd锄defb蛐ationsoccur，me bar byhydrauliciacks sensing wor