地面塌陷分布式光纤感测模型试验研究

作者:韦超; 朱鸿鹄*; 高宇新; 王静; 张巍; 施斌
来源:岩土力学, 2022, 43(09): 2443-2456.
DOI:10.16285/j.rsm.2021.1992

摘要

突发性地面塌陷对城市安全构成巨大威胁,掌握塌陷土体变形过程对地面塌陷事故的预测预报至关重要。基于分布式光频域反射(optical frequency domain reflectometry,简称OFDR)和粒子图像测速(particle image velocimetry,简称PIV)技术,开展了地面塌陷模型试验,研究了塌陷过程中土体沉降的时空分布规律,并探究了不同应变感测光缆锚固方式对光纤监测结果的影响。结果表明:光纤应变监测曲线准确地反映了不同塌陷阶段上覆土体的变形状态,揭示了土体内部应变的演化机制;在光缆上设置圆片锚板,可以有效增强光缆与土体界面的耦合变形程度;在一定的埋置深度下,随着锚板尺寸的增大,光缆与土体间的变形协调性越好。研究结果显示,分布式应变传感技术在地面塌陷变形监测中具有较好的适用性,为该类地质灾害的早期识别提供了一种有力的工具。

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