本文關(guān)鍵詞：基于FBG的路基不均勻沉降監(jiān)測傳感器應(yīng)用研究

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【摘要】：我國的季凍區(qū)面積超過我國國土面積的一半,但是在季凍區(qū),路基很容易受凍融循環(huán)影響,產(chǎn)生不均勻沉降。路基的不均勻沉降會在道路結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力,嚴(yán)重時使道路結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。因此對于路基凍脹融沉規(guī)律的研究,對于季凍區(qū)道路的建設(shè)有著十分重要的意義。為了能夠有效的研究路基凍脹融沉的規(guī)律,需要對路基的豎向變形進(jìn)行監(jiān)測。然而,現(xiàn)有測量方法有著諸多問題,不能對路基進(jìn)行有效的監(jiān)測。所以為了有效地監(jiān)測路基變形,需要新的測量手段�；诠饫w傳感技術(shù)的傳感器有著體積小,精度高,成本低,覆蓋范圍大,可靠性高等優(yōu)點(diǎn),這些優(yōu)點(diǎn)使得它們非常適合被用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測。鑒于光纖傳感技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn),本文使用了一種基于光纖布拉格光柵傳感技術(shù)(FBG)的分布式豎向變形傳感器,用以測量路基表面的豎向變形。該傳感器可以克服傳統(tǒng)測量方法中傳感器覆蓋范圍有限的缺點(diǎn),對路基進(jìn)行分布式測量。每個傳感器只使用一根FBG,具有較低成本。傳感器直接采集的數(shù)據(jù)是離散的距離數(shù)列與曲率數(shù)列,為了利用離散數(shù)據(jù)繪制出最終的變形曲線,本文設(shè)計(jì)了一種數(shù)據(jù)處理的方法,可以將直接采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,得到變形曲線�？紤]到實(shí)際使用中傳感器會受到溫度的影響,本文設(shè)計(jì)了一種過濾溫度信號的方法,它能從采集的數(shù)據(jù)中分離溫度影響。此外本文介紹了該傳感器的可行性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。本文還介紹了在鶴大高速ZT05內(nèi)的實(shí)驗(yàn)路上進(jìn)行的現(xiàn)場試驗(yàn),該現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)通過10組長度為15米的傳感器,對該標(biāo)段的路基豎向變形進(jìn)行了監(jiān)測。經(jīng)過對采集的數(shù)據(jù)的處理與分析,繪制出了變形之后路基的變形曲線�，F(xiàn)場實(shí)驗(yàn)的結(jié)果說明該傳感器具有良好的實(shí)際應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：路基 凍脹融沉 不均勻沉降 光纖布拉格光柵傳感技術(shù) 分布式豎向變形傳感器 離散數(shù)據(jù) 變形曲線
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U416.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 研究背景及意義8-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 技術(shù)路線12-14
• 1.4 本文內(nèi)容簡介14-15
• 2 光纖光柵傳感技術(shù)原理15-19
• 2.1 光纖和光纖光柵簡介15
• 2.2 光纖布拉格光柵技術(shù)簡介15-18
• 2.2.1 均勻軸向應(yīng)力作用下的FBG傳感模型16-17
• 2.2.2 溫度作用下的FBG傳感模型17-18
• 2.3 光纖光柵傳感系統(tǒng)簡介18-19
• 3 傳感器設(shè)計(jì)19-22
• 3.1 傳感器結(jié)構(gòu)組成19-20
• 3.2 傳感器工作原理20-22
• 4 數(shù)據(jù)處理方法22-28
• 4.1 重建變形曲線方法22-24
• 4.2 過濾溫度影響算法24-26
• 4.3 數(shù)據(jù)處理方法誤差分析26-28
• 5 可行性驗(yàn)證28-31
• 6 現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)31-38
• 6.1 鶴大高速及其實(shí)驗(yàn)路簡介31-32
• 6.2 傳感器安裝32-34
• 6.3 數(shù)據(jù)采集34-38
• 7 數(shù)據(jù)處理與分析38-49
• 7.1 計(jì)算溫度影響38-44
• 7.2 重構(gòu)變形44-47
• 7.3 數(shù)據(jù)分析47-49
• 結(jié)論49-50
• 參考文獻(xiàn)50-52
• 致謝52-53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：837359