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分布式光纤传感在铺装裂缝监测中的应用研究
| 论文题名： | 分布式光纤传感在铺装裂缝监测中的应用研究 |
| 关键词： | 钢桥铺装;裂缝监测;光纤传感器;分布式 |
| 摘要： | 裂缝是工程结构的常见病害，也是一种后果严重的病害。裂缝在道路工程中的危害也十分的严重，在钢桥面铺装中裂缝的病害表现的尤为突出。国内外的研究人员都着重于铺装材料、裂缝处置等的研究。本文基于国家自然科学基金“基于分布式光纤传感器的钢桥面铺装裂缝扩展模型研究”(基金编号：50658001)项目，以铺装裂缝监测为研究对象，以分布式光纤传感为技术手段，分析对比主要分布式光纤传感技术的特点，选择BOTDA作为技术手段，研究了BOTDA的应变、温度传感性能，提出了监测裂缝宽度的方法，并应用于现场试验验证。 基于对光纤损耗与分布式光纤传感关系的分析，对比FBG、BOTDR、OTDR、BOTDA分布式光纤传感的特点；结合钢桥铺装裂缝病害的特点，选择BOTDA作为铺装裂缝监测技术，并确定了光纤的埋设方式。 进行了传感光纤的材料性质试验，如抗拉强度、断裂延伸率。根据光纤传感技术特点，确定光纤模式、光纤连接方式等，并进行光纤传感应用。进行了BOTDA光纤传感系统的应变、温度传感试验，得到了所用光纤的应变和温度一布里渊频移系数，结果是线性的。本文首次将光纤粘贴于环氧沥青混凝土表面，得到温度-布里渊频移系数为2.33～2.43MHz/℃。 进行了传感光纤的温度、压力耐受试验，光纤满足路面使用要求；研究了空间分辨率、空间采样间隔的影响，得到了裂缝宽度与布里渊频率漂移的对应关系，得出紧套光纤的裂缝感知精度为0.1mm，裸光纤的裂缝感知精度为0.03mm。最后，进行光纤裂缝埋设的现场试验验证，测得路面的温度变化、残余变形、路面裂缝，与实际情况相符。 本文的研究为钢桥面铺装分布式光纤监测提供了理论基础，对钢桥面铺装早期裂缝等的监测，将能有效维护钢桥面铺装，改善铺装的使用性能，延长使用寿命。 |
| 作者： | 关永胜 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 黄卫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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