在眾多誘發(fā)滑坡的因素中,人工削坡引發(fā)的邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象十分普遍。采用布里淵光時域分析技術(shù)(以下簡稱BOTDA技術(shù)),通過模型試驗和數(shù)值模擬分析,對削坡作用下的邊坡變形機理及其演化過程進行了研究。由于傳感光纜與土體之間的耦合性直接影響著監(jiān)測結(jié)果的準確性,首先通過不同圍壓作用下的拉拔試驗,掌握了傳感光纜與土體耦合變形關(guān)系。然后,設(shè)計了坡頂加載試驗?zāi)Ｐ?通過在水平向和豎直向植入傳感光纜,實現(xiàn)對邊坡模型在削坡作用下土體內(nèi)部變形場的分布式監(jiān)測。試驗結(jié)果表明:水平和豎直向傳感光纜監(jiān)測到的應(yīng)變異常區(qū)域與潛在滑動面位置相吻合,并被數(shù)值模擬所證實;在BOTDA監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上提出了邊坡模型水平特征最大應(yīng)變值與安全系數(shù)之間的經(jīng)驗公式,對削坡作用下的邊坡穩(wěn)定性狀態(tài)進行了評價,進而可對邊坡失穩(wěn)做出預(yù)警。

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【部分圖文】：

圖1 BOTDA測試原理

在邊坡變形監(jiān)測中，通過在邊坡模型的內(nèi)部植入傳感光纜，邊坡的變形和環(huán)境溫度的變化將改變鋪設(shè)光纜的布里淵頻移，通過式（1），可確立光纖布里淵頻移與邊坡變形、環(huán)境溫度之間的線性關(guān)系。在剔除溫度的影響后，就可以對光纜沿線的應(yīng)變實現(xiàn)分布式測量，從而獲取邊坡的內(nèi)部變形信息。

圖2 試驗裝置示意

試驗裝置如圖2所示，主要由壓力室、拉拔裝置和測試裝置構(gòu)成。將土體試樣水平放在如圖2所示的壓力室中，采用特制的夾具夾住其中一端的光纜，并連接至臥式拉力測試臺。在法蘭盤與壓力室的連接處以及固定螺帽與法蘭盤的連接處放置橡膠墊片，以保證壓力室的密封性，然后通過油壓千斤頂對土體試樣分級施加....

圖3 光纜在土體中拉拔時的應(yīng)變分布曲線

圖2試驗裝置示意本文提出表征土體-光纜耦合變形能力的新參數(shù)：應(yīng)變傳遞深度dε。應(yīng)變傳遞深度定義為在一次拉拔試驗中，光纜軸向應(yīng)變自埋入段向尾部傳遞的最遠距離。顯然，土體?光纜耦合變形能力越好，則應(yīng)變傳遞深度越小。當(dāng)土體與光纜能完全耦合變形時，即dε接近于0時，光纜“固化”于土體中....

圖4 圍壓對應(yīng)變傳遞深度的影響

根據(jù)拉拔試驗結(jié)果，并考慮受空間分辨率以及光纜連續(xù)性的影響，應(yīng)變會“刺入”鄰近光纜段（其距離約為一倍空間分辨率，即0.1m)[9]，得出圍壓與光纜應(yīng)變傳遞深度的關(guān)系，如圖4所示。結(jié)果表明：隨著土樣法向圍壓增大，土體密實度就會增加，土體與傳感光纜之間的作用力增大，兩者間的變形耦合性....

本文編號：4020102