岩石变形光栅检测的表面粘贴法及应变传递分析 - 岩土工程学报.pdfVIP

33 卷 4 期 岩 土 工 程 学 报 Vol.33 No.4 2011 年 .4 月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Apr. 2011 石变形光栅检测的表面粘贴法及应变传递分析 1 2 魏世明 ，柴 敬 （1. 河南理工大学能源科学与工程学院，河南 焦作 454003；2. 西安科技大学能源学院，陕西 西安 710054） 摘 要：研究了岩石变形过程光纤光栅传感检测的关键技术及理论，提出了单轴压缩实验中的表面粘贴法。建立了表 面粘贴法的应变传递模型，推导并求得了应变传递系数，以此为理论基础进行了MTS 的对比实验，测试方向分别沿试 件的轴向及环向。结果表明，经应变传递系数换算后，光纤光栅轴向应变与MTS 测试 果相一致，相对误差率仅为2.8%； 环向测试优于MTS 的环向应变计，两种方法的测试 果均优于同位置粘贴的应变片。验证了应变传递模型的正确性， 并表明光纤光栅表面粘贴法可以用于岩石的单轴压缩实验中，且与传统测试方法相比具有无可比拟的优越性。这对于 提高岩石变形检测水平，实现工程实践中长期有效的在线监测具有重要意义。 关键词：岩石；光纤光栅；表面粘贴法；应变；测试 中图分类号：TD315.1 TP212.14 文献标识码：A 文章编号：1000 –4548(2011)04 –0587 –06 作者简介：魏世明 （1979 –），男，博士，讲师，主要从事采矿工程、岩石力学及光纤传感监测方面的教学及研究工 作。E-mail: sming2002cn@163.com 。 Surface pasting methods and analyses of strain transfer in rock deformation tests using FBG 1 2 WEI Shi-ming , CHAI Jing (1. School of Energy Science and Engineering, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454003, China; 2. School of Energy, Xian University of Science and Technology, Xian 710054, China) Abstract: The key technology and theory of rock deformation tests using fiber Bragg grating (FBG) sensing are studied, and the surface pasting method to be applied in uniaxial compression experiments is proposed. A strain transfer model of fiber sticking on surface is established, and the strain transfer coefficient is obtained by deducing. On such a theoretical basis, a comparative experiment in MTS is conducted, and the tests