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季节冻土路基应变的FBG检测系统设计
| 论文题名： | 季节冻土路基应变的FBG检测系统设计 |
| 关键词： | 路基;应变检测;光纤布拉格光栅;传感器布置;硬件电路;季节冻土区 |
| 摘要： | 随着时代的迅猛发展，各国的交通事业也争先发展。尤其是道路、桥梁、隧道等的大规模扩建，交通线网星罗棋布，极大地推动了社会经济的发展。无论是冻土区还是非冻土区，交通线网均已覆盖。数据显示，世界冻土面积几乎占据了全球陆地总面积的一半。冻土区受寒区恶劣环境的影响，使交通线网的建立及维护面临严峻考验。而冻土区的交通线网又以季节冻土区分布较广，且冻土区特别是季冻区路基作为隐蔽工程，其内部的物理力学参数测量以及道路运行安全评价一直是一个难题。这项工作既关乎道路的性态评价，更关乎交通运输安全。因此本文以季节冻土路基应变为测试对象，以光纤布拉格光栅（FBG）检测技术为测试手段，探索将FBG应用于季节冻土路基这种特殊介质内部应变检测的适应性。 本文介绍了现行FBG测试技术的应用研究现状、冻土路基应变检测技术研究现状，FBG传感特性及其解调技术，根据测试对象的相关特性对FBG设计适合的封装埋设方案。主要研究工作有：（1）基于FBG测试技术的植入梁方法，在传感器布设方面，根据不同测试对象提出了两种封装布设方式：浅置短距离半柔性探测杆和深置长距离半刚性探测杆两种封装布设方式；（2）选择两处季节冻土路基作为埋设场地并开展为期1 a的观测；（3）测试结果表明：FBG在-20～30℃的温差范围内保证了很高的存活率，具有较高的测试灵敏度和可靠性；（4）鉴于测试方案的可行性，提出基于FBG的路基应变检测系统硬件电路实现方案，采用FPGA+NIOSⅡ的架构，对系统硬件资源需求进行分析，提出核心硬件电路的具体实现方法。（5）给出本课题的潜在研究意义，该套测试系统为隐蔽工程的物性指标测试提供了新的技术手段。 |
| 作者： | 张书荣 |
| 专业： | 仪器科学与技术 |
| 导师： | 孟上九 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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