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近年来，分布式光纤传感器由于其对大型结构连续健康监测能力而受到了广泛的关注和研究。
针对边坡位移监测的需求，意大利坎帕尼亚大学的研究团队通过基于受激布里渊散(SBS)的分布式光纤传感技术对意大利南部一个受滑坡活跃影响的200米长的铁路隧道进行了为期年的传感监测。利用单模光纤的简单粘贴来监测沿隧道两壁的应变分布，证明了该技术有助于检测局部裂缝，确定其在隧道壁上的位置并跟踪其多年来的演变，在隧道滑坡监测领域有重大的潜在价值。
滑坡堆积和监测隧道的平面图
除了抗电磁干扰、高灵敏度、小尺寸、结构可嵌入性、多路复用和远程询问能力等光纤传感器普遍具备的势外，分布式光纤传感器还提供了允许利用电信级光纤作为传感元件的能力，且需任何附加设备就能以高空间分辨率获得长距离传感。基于受激布里渊散的分布式光纤传感器能够现1米空间分辨率的应变分布测量，灵敏度为10，测量范围可达几十公里。
近年来，分布式光纤传感器被广泛应用于监测钻孔灌注桩、钢筋混凝土隧道或砖石结构隧道和拱高的土结构相互作用。特别是在隧道中，它们已被用于分析纵向和横向衬砌变形的长期发展，支持对开挖引起的地表沉降、土压力引起的结构变形、与邻近土方工程和其他地下结构的相互作用、结构退化的解释。对于边坡位移监测，分布式光纤传感器已经成功地用于嵌入可变形的基础设施元件，如沥青路面或底土。与其他现有技术相比，光纤系统具备空间连续性测量能力，并支持位移分布的维重建。此外，由于单次测量几乎是瞬时的，因此可以轻松现连续采集，并且由于光纤传感器的可变形性，可以长时间进行测量。
通过对意大利南部一个正在发生滑坡的铁路隧道进行了为期年的监测，该监控系统已被证明在探测和精确定位隧道出现的结构异常方面具有重大作用，并且当达到确定的阈值时可以用作远程预警系统来控制整个结构。其潜在能力在滑坡评估行业中具有广泛的应用前景。
该监测过程如下：
受监控的隧道长200米，由八个连续的扇形区组成，这些扇形区由节距不规则的节理隔开。利用传统的单模光纤作为传感元件并沿隧道的两壁手工粘合。
光纤胶合细节
安装后，于2022年6月9日获得了沿光纤布里渊频移的零测量值作为参考基准，并从每次连续测量中减去该测量值。作为原始测量的示例，图4中显示了参考数据以及2022年11月21日的测量数据。需要注意的是，轮廓线的中心部分对应的是运行在隧道外并连接下行和上行光纤的区域。在该区域，BFS受到环境温度的强烈影响。通过补偿温度影响，以便从曲线中分离出应变变化。
原始测量结果
下图为整个监测活动的结果，应变曲线显示出一些不规则性，这主要归因于光纤粘合过程中引起的应变。除此之外，应变曲线还显示出许多峰。隧道中的几次检查表明，这些峰（图5中字母所示）对应于四种不同的现象。其中，字母C，P和S分别对应于裂缝，隧道壁上小块的局部膨胀以及由于水的渗透而导致的盐沉淀物堆积现象。字母J则对应于节点的变形峰和隧道扇形的相对位移。
光纤沿上坡（）和下坡（）隧道墙指示节理位置的应变测量结果
我（成都陆迪盛华科技有限）拥有专业的技术研发团队，长期致力于对分布式光纤传感技术的研究，不断汲取国内外相关技术研究与应用经验，基于自主研发的睿哨安全预警云平台，为多种应用场景提供一体化、时远程、精准高效的智能安全监测系统，其中陆迪盛华分布式光纤应力应变监测系统（LS-DSS)可为隧道、桥梁、铁路等交通设施在建设和运营过程中的结构健康安全进行时监测，保障安全生产。 |
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发表于 2024-8-14 15:21:10
