光纤布拉格光栅在季节冻土路基应变检测中的应用     

孟上九  张书荣  程有坤  汪云龙  王钰  孙义强 《岩土力学》2016,37(2):601-608

介绍了现行光纤布拉格光栅（FBG）测试技术的应用领域、传感原理以及常用的封装方式,探索将FBG用于季节冻土路基这种隐蔽工程应变检测中的适应性。主要工作有：（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）针对现场测试需要,对电源、光纤传感器、数据采集及分析等整套现场测试系统进行了比较优选;（3）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。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,所提出并实现的季节冻土路基应变测试系统具有较高的测试灵敏度和可靠性。该套测试系统为隐蔽工程的物理性质指标测试提供了新的技术手段。  相似文献   

深基坑支护桩布里渊光时域分布式监测方法研究          下载免费PDF全文

索文斌  程刚  卢毅  孙义杰  施斌 《高校地质学报》2016,22(4):724

支护桩是深基坑支护结构中的关键组成部分,其支护效果直接影响到深基坑的稳定性,因此对支护桩应力应变状态 的监测十分重要。该文选择了一种能够单端测量的分布式光纤感测技术-布里渊光时域反射计（简称BOTDR）,将其应用 于深基坑支护桩的变形监测,介绍了这一技术的基本原理、需解决的关键问题及实施技术路线,并结合南京某深基坑工 程,验证了这一技术方法的监测效果。结果表明,基于BOTDR的监测方法可以对深基坑支护桩进行全分布式监测,方法可 行,结果准确,为深基坑支护桩监测提供了一种新的技术手段。  相似文献   

利用有限元方法模拟力学拉伸试验以钢纤维混凝土为例   总被引：1，自引：0，他引：1  

孙玉军  Kwang Ik Kim  张怀  石耀霖 《地震》2013,33(4):145-152

力学试验是获取岩石等许多工程材料力学性能的主要方法之一。 但是对某些特殊材料, 由于影响其力学性能的因素众多, 单纯通过试验来获取其力学性能, 成本高, 过程复杂。 如工程抗震中目前普遍使用的钢纤维混凝土(SFRC), 很难单纯通过力学试验来获取钢纤维的分布对其力学性能的影响。 本文基于随机方法对钢纤维混凝土建立有限元模型, 利用数值模拟的方法来估计钢纤维的分布和体积率对钢纤维混凝土拉伸性能的影响。 通过与试验结果比较验证了其可行性, 结果表明钢纤维的分布对钢纤维混凝土屈服前的力学性能影响较小, 对屈服后的应力-应变特征影响较大。 当钢纤维体积率从1%变化到2%, 钢纤维混凝土的屈服强度与体积率大致为线性关系, 强度随之增加。  相似文献   

地面气象观测硬件集成系统中以太网光纤收发器硬件设计     

刘俊  马尚昌  张素娟  杨笔锋 《成都信息工程学院学报》2013,28(4):323-327

为了集成云、能见度、天气现象等新型地面自动化观测设备,中国气象局提出了硬件集成系统设计方案,文中主要解决硬件集成系统和计算机之间的通信。根据硬件集成系统设计方案,介绍了基于光纤以太网专用芯片(KS8995MAI)的多模以太网光纤收发器硬件设计方法,此收发器通过一对光纤可以将自动气象站数据、新型观测仪器等多种传感器数据经过光纤以太网统一发送到终端计算机。测试结果表明:方案实现了气象观测数据大容量、远距离的传输。  相似文献   

基于光栅传感的模型测量系统应用研究     

陈旭光  张强勇  段抗  刘德军  张宁 《岩土力学》2012,33(5):1409-1415

模型试验作为解决复杂工程问题的一种有效手段已越来越受到重视。然而,与目前发展较快的模型试验系统和较为成熟的相似理论相比,测试技术相对滞后的问题依然存在。测量的精度与稳定性不能满足模型试验的需求。基于光纤/光栅传感技术的高精密性、稳定性和机光电一体的特性,结合模型试验的特殊测量要求,通过改进数据接收算法,研制了基于光学传感技术的模型位移/应变测量系统,包括光栅传感模型位移和光纤传感模型应变测试系统。该系统稳定、精度高、抗干扰,并能监测不连续位移。将该系统应用于注采气压变化条件下盐岩地下储气库变形特征地质力学模型试验中,测得了气压变化条件下围岩位移收敛和径向应变蠕变规律,测得在不同稳压阶段和不同注采气速率条件下围岩变形的不同特征。试验数据为合理确定盐岩储气库运营气压和注采气速率提供帮助,对盐岩储气库的安全稳定运营有重要意义。  相似文献   

光纤Bragg光栅传感技术在隧道模型试验中应用     

马豪豪  刘保健  翁效林  姚贝贝 《岩土力学》2012,33(Z2):185-190

在模型试验中,锚杆一般尺寸较小,应变监测较为困难,可将光纤Bragg传感技术（FBG）应用于隧道模型试验中解决该问题。基于西安地铁二号线4个典型断面实际工况进行隧道模型试验,将自行设计封装的光纤Bragg光栅传感器粘贴在锚杆模型表面,监测其在不同应力状态下的应变。根据隧道开挖前、隧道开挖后、衬砌支护后、抗裂极限状态和极限破坏状态5个应力状态的实测数据,得到锚杆轴力在隧道受力过程中的变化规律。试验结果表明,锚杆受力大小在隧道开挖前后有一定变化。衬砌支护后,随围岩压力增加,锚杆轴力基本呈增加趋势,拱顶附近锚杆承受压力,支护后压力变化不大;拱肩到墙角的锚杆承受拉力,衬砌支护后受力开始增加;锚杆在含水率大的黄土隧道中受力较大,更能发挥其作用。文中方法在模型试验中的应变监测方面提出新的可靠途径。  相似文献   

A regularized fiber element model for reinforced concrete shear walls   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

Jorge A. Vásquez  Juan C. de la Llera  Matías A. Hube 《地震工程与结构动力学》2016,45(13):2063-2083

Reinforced concrete shear walls are used because they provide high lateral stiffness and resistance to extreme seismic loads. However, with the increase in building height, these walls have become slenderer and hence responsible of carrying larger axial and shear loads. Because 2D/3D finite element inelastic models for walls are still complex and computationally demanding, simplified but accurate and efficient fiber element models are necessary to quickly assess the expected seismic performance of these buildings. A classic fiber element model is modified herein to produce objective results under particular loading conditions of the walls, that is, high axial loads, low axial loads, and nearly constant bending moment. To make it more widely applicable, a shear model based on the modified compression field theory was added to this fiber element. Consequently, this paper shows the formulation of the proposed element and its validation with different experimental results of cyclic tests reported in the literature. It was found that in order to get objective responses in the element, the regularization techniques based on fracture energy had to be modified, and nonlinearities because of buckling and fracture of steel bars, concrete crushing, and strain penetration effects were needed to replicate the experimental cyclic behavior. Thus, even under the assumption of plane sections, which makes the element simple and computationally efficient, the proposed element was able to reproduce the experimental data, and therefore, it can be used to estimate the seismic performance of walls in reinforced concrete buildings. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

阿里山森林铁路隧道复建工程的设计与施工探讨     

李嵘泰  刘弘祥  魏铭辉  黄崇仁  连祥益  沈宜庆  廖一光 《岩土力学》2014,35(8):2325-2334

2009年8月8日莫拉克台风重创南台湾,嘉义阿里山区72 h的累积雨量高达2 500 mm以上,百年历史的阿里山森林铁道因沿线路基严重流失而停驶。其中两处大崩塌路段的复建工程以顺应自然为原则,采取迂回隧道方式避开崩塌区,需克服沿线地质变化及地下水问题,评估结果是以凿岩机工法及钻爆工法进行开挖。两座隧道的西口段崩积层分别长达109.8、99 m,是隧道开挖阶段的关键地段。隧道开挖支撑设计系依据台湾岩体分类与支撑系统（PCCR系统）及新奥工法的理念,沿线采用先进支撑材料包括超前管棚钢管、桁型钢支护、钢纤维喷射混凝土及自钻式锚杆等,除了可确保施工安全外,亦可提高施工进度。目前两隧道均已贯通且变形量控制均符合安全,说明隧道采用先进支撑方式穿越破碎崩积层段的成效良好,其研究结果可为相关工程设计提供参考。  相似文献   

基于分布式光纤测试技术的大直径嵌岩桩承载性能研究     

罗勇  李春峰  邢皓枫 《岩土力学》2014,35(5):1406-1412

采用分布式光纤传感技术对赫章特大桥195 m主墩下的大直径嵌岩桩承载特性进行了系统的研究分析。首先采用室内模型试验验证了光纤技术在桩基测试中应用的可行性;然后通过现场埋设和施工过程中的数据采集、整理与分析,系统研究了大直径嵌岩桩的承载特性及其荷载传递机制;依托工程的实测变形量进一步证明了光纤测试技术的可行性和正确性。基于全分布式光纤传感技术的研究结果对大直径嵌岩桩理论及其工程应用具有参考价值,同时对光纤测试技术在桩基测试中的应用具有借鉴作用。  相似文献   

Experimental study on the unconfined compressive strength of carbon fiber reinforced clay soil     

Lei Gao  Qiuyue Zhou  Xiangjuan Yu  Kexiong Wu  Ali H Mahfouz 《Marine Georesources & Geotechnology》2017,35(1):143-148

To study the effect and mechanism of carbon fiber reinforced clay, a series of unconfined compression tests for clay reinforced with carbon fiber have been performed under the conditions of controlled water content and dry density. The carbon fiber is mixed into soil with the quality percentage of 0.01, 0.02, 0.03, 0.05, 0.1, 0.15, 0.25, 0.35, and 0.5%, then a certain quality of water was added in the soil to achieve the optimum soil water content. Ten groups of samples were tested by the unconfined compression experiment. The results showed that the incorporation of carbon fiber elements can effectively improve the unconfined compressive strength and brittle failure mode of soil. The soil is strengthened at the beginning and then weakened with the increased incorporation of carbon fiber, the effect is especially significant when the mix percentage becomes 0.1%. The interaction at the interface between carbon fiber surface and soil matrix is analyzed by using scanning electron microscopy (SEM). It is found that the enhancement mechanisms of carbon fiber reinforced soil are one-dimensional reinforcement of a single carbon fiber thread and three-dimensional reinforcement caused by fiber network respectively.  相似文献