山體滑坡（Landslide）是一種危害性極大的地質(zhì)災(zāi)害,有效的獲取滑坡前期征兆信息能夠?qū)ι襟w滑坡進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào)。但是,根據(jù)我國環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)站數(shù)據(jù)顯示,近年來成功監(jiān)測預(yù)報(bào)山體滑坡的案例只有3.76%。究其原因在于山體滑坡作用機(jī)理復(fù)雜,已有的監(jiān)測方法并沒有實(shí)現(xiàn)滑坡前期征兆信息與滑坡體所處狀態(tài)的有效關(guān)聯(lián),也就不能對滑坡過程的各種狀態(tài)做出準(zhǔn)確的預(yù)警預(yù)報(bào)。因此,研究監(jiān)測滑坡前期征兆信息的科學(xué)方法,以及建立滑坡前期征兆信息與滑坡所處狀態(tài)有效關(guān)聯(lián)的監(jiān)測模型,對于滑坡的預(yù)警預(yù)報(bào)具有重要的實(shí)際意義和社會(huì)價(jià)值。本文旨在運(yùn)用光纖傳感技術(shù)研制復(fù)合光纖裝置達(dá)到對滑坡進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)警。光纖傳感技術(shù)（Optical Fiber Sensing Technology,OFST）監(jiān)測滑坡相較于傳統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢明顯。最主要的優(yōu)點(diǎn)在于:價(jià)格低廉的光纖可實(shí)現(xiàn)分布式鋪設(shè)于滑坡體的表面或內(nèi)部,可靈敏地監(jiān)測滑坡前期征兆信息位移和應(yīng)力等。但如何設(shè)計(jì)既經(jīng)濟(jì)又具有普適性的監(jiān)測裝置用于監(jiān)測滑坡前期征兆信息,以及如何建立科學(xué)模型使得監(jiān)測數(shù)據(jù)與滑坡的孕育過程有效關(guān)聯(lián)等問題亟待解決。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn),目前的光纖監(jiān)測方法僅僅單一地監(jiān)測滑坡體的位移變化信息,又... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：149 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

地質(zhì)災(zāi)害構(gòu)成表

重慶大學(xué)博士學(xué)位論文2圖1.2深圳特大滑坡現(xiàn)場Fig.1.2Shenzhenlandslidesite長期以來，國內(nèi)外科學(xué)研究者以實(shí)踐與理論相結(jié)合實(shí)現(xiàn)了許多可以應(yīng)用于滑坡監(jiān)測的方法與設(shè)備[6-10]。例如：探地雷達(dá)(GroundPenetratingRadar，GPR)、數(shù)字化近景攝影測量法、放射性測量方法、測斜儀、同軸電纜技術(shù)和光纖傳感技術(shù)等。這些技術(shù)或設(shè)備對滑坡地段進(jìn)行了成功地監(jiān)測并已有相關(guān)報(bào)道，但受到一些因素的制約：效率低、成本高、應(yīng)用范圍窄、精度低、實(shí)際操作不強(qiáng)，尚未形成完善的監(jiān)控體系。因此，建立安全可靠的監(jiān)測系統(tǒng)和科學(xué)準(zhǔn)確的預(yù)測方法能及時(shí)反映邊坡的狀態(tài)是減少損失的關(guān)鍵。本研究以保護(hù)生命財(cái)產(chǎn)為目標(biāo)，具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐價(jià)值和一定的科學(xué)意義，并能在一定程度上促進(jìn)相關(guān)交叉學(xué)科的聯(lián)合技術(shù)創(chuàng)新。已使用的常規(guī)監(jiān)測滑坡的方法有如下：①地形地貌監(jiān)測法[11]，這種方法主要進(jìn)行邊坡地形地貌觀察，同時(shí)也觀察動(dòng)物活動(dòng)情況，通過經(jīng)驗(yàn)判斷是否發(fā)生險(xiǎn)情。該方法具有操作簡便、形象具體并且分析判斷也比較準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。它不僅適用于各類滑坡體在不同變形階段的監(jiān)測，而且具有豐富而廣泛的監(jiān)測內(nèi)容，獲取的前兆信息(Precursorinformation)直觀可靠，可信度高。但該方法屬于地表監(jiān)測，無法對坡體內(nèi)部信息做出準(zhǔn)確的監(jiān)測和判斷。②設(shè)站觀測法[12-13]，這種方法用最簡單的點(diǎn)對點(diǎn)方式進(jìn)行測量。該方法主要在坡體表面設(shè)置一些標(biāo)記點(diǎn)，并用利用固定點(diǎn)去觀察這些標(biāo)記點(diǎn)的變化。在坡體外部選擇合適的地點(diǎn)設(shè)置固定觀測站，定期對坡體表面設(shè)置的標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)行測量，以監(jiān)測這些標(biāo)志點(diǎn)間距隨時(shí)間的變化大校主要有攝影測量技術(shù)和對地面標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)行人為觀察記錄的方式。攝影測量是運(yùn)用照相機(jī)、水平儀等，對邊坡的外形特征進(jìn)行觀察和記錄。利用這些測量得到的前兆信息分析整理

1緒論11圖1.4裝置使用方法圖Fig.1.4Useofequipmentinfigure復(fù)合光纖裝置的使用中，主要利用光纖的彎曲損耗特性。圖1.5反應(yīng)了不同波長的瑞利散射損耗特性，由圖可以看出，1.55μm處損耗最低。因此在試驗(yàn)中OTDR儀選擇1.55μm作為測量波長。因此復(fù)合光纖裝置可以進(jìn)行長距離傳感而不影響背向散射光功率，并且利用光纖的瑞利散射特性能夠?qū)崿F(xiàn)分布式測量。本文優(yōu)化了以蝴蝶結(jié)為基礎(chǔ)的光時(shí)域反射復(fù)合光纖裝置。同時(shí)本文中選用的光纖Bragg光柵也以1.55μm為反射峰中心波長。多種復(fù)合光纖裝置均以1.55μm光纖為載體正是依據(jù)圖1.5的低損耗特性。一般測量曲線即將做到的曲線紫外吸收紅外吸收瑞利散射短波窗口長波窗口損耗（·）波長λ/μ圖1.5光纖的損耗波譜曲線Fig.1.5Fiberlossspectrum

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[3]三峽庫區(qū)漸進(jìn)式庫岸滑坡的預(yù)測預(yù)報(bào)研究[D]. 李遠(yuǎn)耀.中國地質(zhì)大學(xué) 2010
[4]光纖加速度傳感器若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 曾楠.清華大學(xué) 2005

碩士論文
[1]復(fù)合光纖裝置監(jiān)測滑坡可行性的試驗(yàn)研究[D]. 劉邦.重慶大學(xué) 2011
[2]基于OTDR的分布式光纖微彎測試系統(tǒng)的研究[D]. 楊福先.南京航空航天大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3618593