本文關(guān)鍵詞：微型FBG土壓力傳感器的優(yōu)化設(shè)計及其模型試驗應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文針對地質(zhì)力學(xué)模型試驗,特別是針對含水地質(zhì)結(jié)構(gòu)的模型試驗中土壓力測量的不足,利用光纖光柵體積小、易封裝、防水抗腐蝕、防電磁干擾等特點,基于短柵距光纖布拉光柵(Fiber Bragg Grating,FBG)設(shè)計了適用于地質(zhì)力學(xué)模型試驗的微型FBG土壓力傳感器。采用有限元力學(xué)仿真對傳感器的膜片尺寸、傳感器厚徑比進行優(yōu)化,得到傳感器在0~1MPa土壓力測量范圍內(nèi),直徑20mm、高度為0.2mm的圓平膜片靈敏度高且不易造成FBG光譜畸變,厚徑比為0.16(H:4mm/D:25mm)的傳感器測量結(jié)果更可靠且對被測巖土介質(zhì)影響較小。標定試驗表明,傳感器在0~1MPa壓力范圍內(nèi)具有很好的重復(fù)性與一致性。將該傳感器應(yīng)用于海底隧道模型試驗,監(jiān)測隧道開挖過程的圍巖應(yīng)力釋放規(guī)律,該傳感器很好地監(jiān)測了隧道從迅速失穩(wěn)到逐漸穩(wěn)定的變化過程,從而證明了設(shè)計的微型FBG應(yīng)用于模型試驗的可行性。
【作者單位】： 山東大學(xué)光纖傳感技術(shù)與工程研究中心;山東大學(xué)蘇州研究院;山東大學(xué)巖土與結(jié)構(gòu)研究中心;
【關(guān)鍵詞】： 光纖布拉格光柵 土壓力傳感器 模型試驗 厚徑比優(yōu)化
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(41472260);國家自然科學(xué)基金項目(41202206) 蘇州市科技計劃項目(SYG201306)資助
【分類號】：TU411
【正文快照】： 0引言在巖土工程中,研究復(fù)雜巖土體結(jié)構(gòu)的強度破壞及變形失穩(wěn)機理,對工程安全及災(zāi)害防控具有十分重要的意義。地質(zhì)力學(xué)模型試驗是研究這類問題的有效方法,通過對特定工程地質(zhì)體進行縮尺,依托可靠的自動檢測手段,獲取復(fù)雜地質(zhì)體在典型擾動下關(guān)鍵參數(shù)的變化特征,從而為實際工程

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王靜;李術(shù)才;隋青美;張強勇;陳旭光;王正方;白濤;施斌;;基于相似材料的光纖應(yīng)變傳感器在分區(qū)破裂模型試驗中的研究[J];煤炭學(xué)報;2012年09期

2 王漢鵬;李術(shù)才;張強勇;李勇;;地質(zhì)力學(xué)模型試驗過程中關(guān)鍵技術(shù)研究[J];實驗科學(xué)與技術(shù);2006年03期

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 盧珂;朱金才;楊進超;;某坑道破壞特征的地質(zhì)力學(xué)模型實驗研究[J];地下空間與工程學(xué)報;2012年03期

2 陳建宇;;供水管道在線泄露檢測方法[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年04期

3 吳祖堂;陳志軍;鄒虹;黃曉飛;;采用光纖光柵傳感器測量模型材料應(yīng)變的原理和應(yīng)用[J];機械設(shè)計與研究;2012年01期

4 羅靜;劉希亮;;帶縱橫向肋板的圓管結(jié)構(gòu)強度分析[J];機械強度;2013年03期

5 董昌周;曲晨;楊建輝;邵衛(wèi)平;;地質(zhì)力學(xué)模型試驗臺的研制與應(yīng)用[J];實驗室研究與探索;2010年03期

6 李術(shù)才;王凱;李利平;張慶松;胡聰;周毅;劉洪亮;林鵬;;海底隧道新型可拓展突水模型試驗系統(tǒng)的研制及應(yīng)用[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2014年12期

7 周毅;李術(shù)才;李利平;張乾青;石少帥;宋曙光;王康;陳迪楊;孫尚渠;;地下工程流 固耦合試驗新技術(shù)及其在充填型巖溶管道突水模型試驗中的應(yīng)用[J];巖土工程學(xué)報;2015年07期

8 柴敬;袁強;王帥;李毅;張亮;;長壁工作面覆巖采動“橫三區(qū)”光纖光柵檢測與表征[J];中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報;2015年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 湛鎧瑜;翟守俊;張小翠;;動壓巷道圍巖裂隙發(fā)育模型試驗研究[A];第三屆全國巖土與工程學(xué)術(shù)大會論文集[C];2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 李勇;高地應(yīng)力條件下大型地下洞室群分步開挖穩(wěn)定性及流變效應(yīng)研究[D];山東大學(xué);2009年

2 李新志;超淺埋大跨度連拱隧道圍巖受力分析及工程應(yīng)用研究[D];山東大學(xué);2013年

3 王正方;橋隧工程安全監(jiān)測的光纖光柵傳感理論及關(guān)鍵技術(shù)研究[D];山東大學(xué);2014年

4 蘇福根;光纖布拉格光柵在傳感中的應(yīng)用研究[D];北京郵電大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 李寧;錦屏高拱壩整體穩(wěn)定性研究[D];長江科學(xué)院;2008年

2 張乾兵;大型地下洞室群劈裂破壞現(xiàn)場監(jiān)測和三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗研究[D];山東大學(xué);2010年

3 袁超;淺埋連拱隧道上覆圍巖變形破壞特性試驗及現(xiàn)場應(yīng)用研究[D];山東大學(xué);2012年

4 王慶磊;軟弱圍巖隧道施工過程及漸進性破壞試驗研究[D];石家莊鐵道大學(xué);2014年

【二級參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳德海,曾祥勇,鄧安福,唐樹名;單錨錨桿加固碎裂結(jié)構(gòu)巖體模型試驗研究[J];地下空間;2003年02期

2 沈泰;地質(zhì)力學(xué)模型試驗技術(shù)的進展[J];長江科學(xué)院院報;2001年05期

3 王文靜,程秀芝,張申;模型試驗位移測量技術(shù)的研究[J];能源技術(shù)與管理;2005年03期

4 李文陽;潘春娟;劉洪佳;;土壓力盒在混凝土結(jié)構(gòu)模型試驗中的應(yīng)用[J];山西建筑;2007年32期

5 王青春;李維安;王勇;;用光纖光柵傳感監(jiān)測系統(tǒng)對礦井井壁應(yīng)變實施監(jiān)測的研究[J];煤炭工程;2007年08期

6 柴敬;朱磊;魏世明;李毅;邱標;張廣文;楊建華;王振平;;松散地層深部沉降變形的光纖Bragg光柵監(jiān)測[J];煤炭學(xué)報;2009年06期

7 馬芳平,李仲奎,羅光福;NIOS模型材料及其在地質(zhì)力學(xué)相似模型試驗中的應(yīng)用[J];水力發(fā)電學(xué)報;2004年01期

8 項連清;李宏男;任亮;李昕;李東升;;FBG傳感器在碾壓仿真混凝土大壩模型實驗中的應(yīng)用[J];世界地震工程;2006年04期

9 李仲奎,徐千軍,羅光福,王愛民;大型地下水電站廠房洞群三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗[J];水利學(xué)報;2002年05期

10 李仲奎,王愛民;微型多點位移計新型位移傳遞模式研究和誤差分析[J];實驗室研究與探索;2005年06期

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 任露泉,張書軍,李月潭;序貫套表設(shè)計在模型試驗中的應(yīng)用研究[J];吉林工業(yè)大學(xué)學(xué)報;1989年03期

2 葉恒健,葉素娟;有關(guān)音質(zhì)模型試驗的討論[J];聲學(xué)技術(shù);1984年02期

3 盧祥興;;錢塘江河口鹽水入侵的模型試驗[J];水利水運科學(xué)研究;1991年04期

4 錢立平;馬建林;;土工離心模型試驗原理與若干問題分析[J];路基工程;2007年03期

5 喬樹梁;賀輝華;;港工波浪模型試驗數(shù)據(jù)處理[J];水利水運科學(xué)研究;1989年02期

6 J．O．Steenson－Bach,張亭健;在粘土和沙土中負壓桶的最新模型試驗[J];海岸工程;1998年03期

7 陳誠;賈寧一;蔡守允;;模型試驗測量技術(shù)的研究應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];水利水運工程學(xué)報;2011年04期

8 李冬成;;巖土模型試驗相似設(shè)計[J];湖南交通科技;2011年02期

9 袁憶豐,徐國柱;超聲波對土下異物探測的模型試驗[J];聲學(xué)技術(shù);1988年01期

10 朱林楠,李東慶,郭興民;無外荷載作用下凍土模型試驗的相似分析[J];冰川凍土;1993年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄭鴻泰;;論巖石工程問題的相似材料模型試驗[A];第一屆全國巖石力學(xué)數(shù)值計算及模型試驗討論會論文集[C];1986年

2 侯瑜京;陳祖煜;;簡述土工離心機中模擬爆炸和沖擊荷載試驗[A];中國水利學(xué)會2007學(xué)術(shù)年會物理模擬技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用分會場論文集[C];2007年

3 朱永全;;多功能平面應(yīng)變模型試驗裝置[A];巖石力學(xué)與工程應(yīng)用——河北省巖石力學(xué)與工程學(xué)會學(xué)術(shù)研討會論文集[C];1990年

4 陳衛(wèi)兵;鄭穎人;雷文杰;;沉埋樁加固滑坡體模型試驗的三維有限元模擬[A];第九屆全國巖土力學(xué)數(shù)值分析與解析方法討論會論文集[C];2007年

5 鄧安福;曾祥勇;;某大型水壓機基礎(chǔ)模型試驗有限元分析[A];第十二屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集第Ⅱ冊[C];2003年

6 劉金元;劉純潔;劉國彬;;離心機模型試驗在擋土墻結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用概況[A];第六屆全國巖石動力學(xué)學(xué)術(shù)會議文集[C];1998年

7 王三德;楊德森;;相似理論在水下復(fù)雜結(jié)構(gòu)體的模型試驗中的應(yīng)用[A];中國聲學(xué)學(xué)會2003年青年學(xué)術(shù)會議[CYCA'03]論文集[C];2003年

8 李昀;張子新;;相似模型試驗中土質(zhì)相似材料的試驗研究[A];中國土木工程學(xué)會第十二屆年會暨隧道及地下工程分會第十四屆年會論文集[C];2006年

9 宋雅坤;鄭穎人;雷文杰;;沉埋式抗滑樁機制模型試驗數(shù)值分析研究[A];第九屆全國巖土力學(xué)數(shù)值分析與解析方法討論會論文集[C];2007年

10 張翔;何天祺;;三峽電站主廠房夏季分層空調(diào)模型試驗及其初步研究[A];全國暖通空調(diào)制冷2000年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2000年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 劉丕建;黃河口物理模型基地建設(shè)初戰(zhàn)告捷[N];黃河報;2007年

2 原小利;黃委切實加快黃河河口模型試驗基地建設(shè)步伐[N];黃河報;2006年

3 黃委總工程師辦公室;實施科學(xué)驗證 推進科技治黃[N];中國水利報;2002年

4 本報記者　范穎華 通訊員　李之政;國家體育館“模型試驗”成功[N];華夏時報;2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 盧金樹;油船水下破艙油品泄漏動力學(xué)機理及特性研究[D];大連海事大學(xué);2015年

2 柳飛;模型試驗中地基材料粒徑與基礎(chǔ)尺寸效應(yīng)研究[D];中國海洋大學(xué);2010年

3 安建永;淺埋隧道開挖與既有建筑基礎(chǔ)荷載相互影響的模型試驗和理論計算研究[D];北京交通大學(xué);2015年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 巨昆侖;長期干旱背景下降雨型松散堆積體滑坡機理研究[D];長安大學(xué);2015年

2 吳建清;置筋式擋土墻承載特性模型試驗及數(shù)值模擬研究[D];山東大學(xué);2015年

3 仵志揚;模型試驗中材料特性差異導(dǎo)致的誤差分析[D];同濟大學(xué);2006年

4 肖杰;相似材料模型試驗原料選擇及配比試驗研究[D];北京交通大學(xué);2013年

5 王小剛;軟土電化學(xué)成樁加固法模型試驗[D];中國科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所）;2010年

6 邸慶霜;基于數(shù)值模擬的結(jié)構(gòu)動力模型試驗相似理論研究[D];河北工程大學(xué);2008年

7 周冰峰;平面應(yīng)變模型試驗臺設(shè)計與研究[D];西南交通大學(xué);2014年

8 何立明;樁—土—承臺非線性共同作用模型試驗與數(shù)值分析[D];南京工業(yè)大學(xué);2004年

9 栗獻鋒;數(shù)字粒子圖像測速系統(tǒng)的研發(fā)及其在電廠取水流道模型試驗中的應(yīng)用[D];太原理工大學(xué);2005年

10 曹冠華;深部巖體分區(qū)破裂形成機制的模型試驗與分析研究[D];山東大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：微型FBG土壓力傳感器的優(yōu)化設(shè)計及其模型試驗應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：427285