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光纤传感技术在铁路边坡锚固监测中的研究
| 论文题名： | 光纤传感技术在铁路边坡锚固监测中的研究 |
| 关键词： | 光纤传感技术;铁路边坡;锚杆加固;灾害预防 |
| 摘要： | 铁路的兴起给人民的生活带来了便捷，在极大程度上促进了经济的发展。但是在铁路建设过程中，由于经常涉及到滑坡和泥石流多发区域，给铁路系统的运行带来严重安全隐患。锚杆锚固作为一种用在岩土加固工程中的有效技术手段，在铁路边坡加固中得到广泛应用，但具有长期锚固效果的监测一直缺乏有效手段。光纤光栅技术作为一种新的传感手段，具有抗干扰、灵敏度高、使用稳定、远传输、适应恶劣环境等优点，并且封装后的传感器结构尺寸小、重量轻。因此，将两者结合起来，建立边坡远程分布式光纤监测系统，实现对边坡进行连续实时在线监测，它对研究岩土边坡稳定性，预防滑坡灾害具有较大科学意义。 本论文针对铁路边坡锚杆加固和灾害预防的需要，系统研究了基于光纤光栅传感技术的锚杆锚固测量理论与方法，成功研制一种基于光纤光栅传感技术的锚杆传感器，并根据实际项目的需要研发了一套光纤光栅边坡安全监测预警系统，成功有效的运行至今。 本文的主要研究内容和结果如下： (1)针对目前现有的边坡监测技术的不足以及光纤光栅传感技术的发展情况，系统研究了基于光纤光栅锚杆锚固的边坡监测的技术和方法； (2)根据锚杆在岩土体中的受力分布特点和锚杆结构的金属特性，进行光纤光栅金属基应变传感器的理论研究，提出构建光纤光栅锚杆应变实时监测系统的策略。研制新型光纤光栅锚杆应变监测传感器及系统，并就其传感特性进行了系统的研究； (3)通过对光纤光栅锚杆应变传感器的系列试验研究，提出了光纤光栅锚杆应变监测系统的应变传感器的工艺技术与封装方法，和传感器的标定检测方法。为光纤光栅锚杆应变传感器在实际工程中的应用奠定较好技术基础。有关试验结果表明，光纤光栅锚杆应变传感器的具有较高的灵敏度，与锚杆杆体受到的拉力F和压力P之间呈良好的线性关系，满足锚固工程监测的要求。 (4)针对具体应用对象某个铁路高陡边坡的特点，研究并建立以光纤光栅锚杆应变传感器为基础的光纤光栅智能锚杆的岩体变形和松动监测子系统，并长期有效的运行近一年；有效实现了监测岩体变形和岩体松动的监测，为铁路边坡的安全监测提供了一种有效的技术手段，保证铁路安全运营。 |
| 作者： | 王熙熙 |
| 专业： | 工业工程 |
| 导师： | 梁磊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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