基于FBG传感技术循环荷载下的路堤模型试验

光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)作为一种新型的监测元件,具有精度高、抗干扰能力强和可实时监测等优点.为了研究在循环荷载作用下土工格栅加筋路堤的力学性能和筋材的变形特性,采用USTX-2000加载装置进行加载,利用FBG传感器进行筋材变形监测,在不同加筋层数和加筋间距等工况下对加筋路堤进行了模型试验.试验结果表明:在长期循环荷载作用下,土工格栅的应变在水平方向上呈现出由加载板正下方向两侧递减的规律,且沿筋长方向呈非线性分布;而在同一工况的竖直方向上,土工格栅的应变则随着路堤深度的增加而减小;加筋能够有效减小路堤的沉降量和坡面的法向变形,路堤内部的土压力也随着加筋显著增加.该试验证明了FBG新型传感技术在路堤边坡监测应用中的可行性和优越性.     

基于光纤光栅传感技术的加筋边坡模型试验

以边坡模型试验为例,证明光纤光栅传感技术在克服电磁干扰、提高耐久性等方面的优越性.边坡模型在加载至36 kN时,坡面开始较明确的裂缝,在完成39 kN加载后,坡面出现更多裂缝,并且裂缝逐渐发展贯通,证明边坡已经发生破坏,坡面裂缝贯通,部分土体沿坡面滑落.最后,利用试验数据剖析了加筋边坡的工作机理,阐述了土工格栅对提高边坡稳定性的意义.     

光纤光栅传感技术及应用

介绍了光纤光栅传感技术的原理及其在土木工程、航天器、石油工业、地球动力学、医学等领域的应用,并分析了发展前景     

光纤光栅传感技术的原理与应用

光纤光栅传感技术作为是近些年来发展起来的一门新技术。具有高灵敏度、低损耗、易制作、性能稳定可靠等优点。本文阐述了光纤光栅传感技术的原理及光纤光栅传感技术的应用。     

循环荷载下粉煤灰复合地基竖向承载特性模型试验研究

为研究粉煤灰单桩复合地基竖向循环承载特性,开展在循环荷载作用下的室内模型试验。通过监测桩身及土体变化情况,分别从桩顶累计沉降、土压力、桩身内力等方面进行分析。试验结果表明：循环桩顶累计沉降前期呈现快速增长,而循环荷载比临界值为0.6,将后期沉降变化划分为稳定型和增长型两种趋势;桩侧土压力主要影响桩身上半部分土体,并沿竖向和径向均出现衰减现象,且竖向衰减更为明显;对桩端阻力强化系数Z和桩侧阻力弱化系数D分别进行拟合,可得到对实际工程中不同循环周期下桩端、桩侧阻力强弱变化情况分析,具有参考依据的函数方程;循环荷载下的桩端/桩侧荷载分担比呈现动态变化,循环周期的增加,将会存在桩端所占承载比例超越桩侧所占比例的占比反超点,循环幅值越大,出现反超点所需的循环次数也越少。     

循环荷载作用下路面模型试验研究

介绍了室内模拟交通荷载作用下路面和软土地基共同作用的模型试验，根据试验结果得出了路面板的弯沉、应力以及永久变形。采用弹粘塑性有限元理论分析了路面在竖向静荷载和循环荷载作用下的应力和变形特性，并与试验结果进行了比较。     

单片机的高精度FBG传感解调技术

将单片机数据处理应用于光纤光栅匹配解调方法中,对光电探测器输出电压与波长之间的关系数据进行线性插值．通过相关计算,确定传感光栅的中心波长位移．实验表明,采用相关计算数据处理得到的传感光栅中心波长值,比起直接采用光电探测器输出电．压为最大的数据点所确定的中心波长值,具有测量重复性好,分辨率高,结果,证明此方法可提高解调精度．     

静载及循环荷载下砂土中复合桩基承载特性模型试验研究

随着桩基的广泛应用,对桩土间承载机理的研究越来越多.根据桩土间接触作用,采用大比例桩土模型进行了室内试验.为更好地仿真桩土间的摩阻效果,试验过程中对桩的材料进行了改进,并开发了一套竖向静载及循环加载系统和测试装置.通过对砂土中复合桩基进行竖向静载和循环加载试验,基于模型桩基的桩顶沉降、桩身轴力、桩侧摩阻力及桩底反力等数据的分析,发现桩基承载性能随加载次数增加而增强:桩顶沉降提高了29.6%,桩身轴力提高了40.4%,桩侧摩阻力下降,桩底反力提高了50%,且桩基极限承载力提高了25%,为继续研究服役期桩基不同加载条件下的桩-土作用提供了数据支撑.     

光纤光栅传感技术研究及应用

从光纤光栅的基本原理出发,综述了光纤布拉格光栅、长周期光纤光栅在温度、应变等方面的关联特性及光纤光栅传感器的构造、主要特点、技术参数等,并介绍了常见的光纤光栅传感器在各个领域的具体应用.     

光纤光栅传感技术应用研究及其进展

光纤光栅传感器具备普通光纤传感器所不具有的不受光强波动影响、自参考的绝对测量、便于单光源波分复用和光集成四大优点,因此成为当前国内外的一个研究热点．目前光纤光栅传感器在航空航天领域和民用工程领域已得到了较为广泛的应用,而且各种新的解调方案不断被提出,然而被测参量之间的交叉敏感和解调技术等因素影响了光纤光栅传感器商品化的进程．当前的问题是探索性价比更适合于产业化的技术方案,使光纤光栅传感器能更广泛地为国防和国民经济建设服务．因此,对光纤光栅传感技术在国内外的应用研究进行了较为全面的综述,以使有关方面和同行对该研究领域投入更多的人力物力．     

基于光纤Bragg光栅的油气工业实时监测技术研究进展

 光纤Bragg 光栅(FBG)是近年发展起来的一种实时高精度监测技术,具有耐高温高压、抗电磁干扰、易于复用与可组网等独特优点,成为油气领域最具前景的监测手段.介绍了FBG 传感技术的发展历程、工作原理,重点分析了全球油气工程中管道完整性监测、油气测井、地震勘探方面的最新应用现状;探讨了目前FBG 传感器在油气田复杂环境条件下实时监测存在的问题,并就未来发展趋势进行展望.     

光纤布拉格光栅湿度传感器研究

基于光纤布拉格光栅(FBG)的应力传感特性,提出了一种湿度传感方法,给出了湿度传感器的设计和实验测量系统。理论推导显示,涂有湿敏材料的FBG对湿度的传感可转化为对应变的快速响应,结合温度的有效补偿,可以共同反映在FBG中心反射波长的漂移上。研究结果表明,FBG湿度传感器能在较大温度范围内保持线性特性,并具有稳定性持久、响应速度快等优点。     

光纤光栅应变传感器在仿真混凝土拱坝模型试验中应用

采用了一种基于两端夹持不锈铜管封装技术的光纤光栅应变传感器,利用万能试验机对该传感器进行了应变性能标定试验,研究了不同基体材料上传感器的应变灵敏特性.测试结果与理论结果吻合较好.将埋入武光纤光栅应变传感器应用到仿真混凝土拱坝的抗震安全性分析试验中.试验结果表明,基于两端夹持封装技术的光纤光栅传感器具有良好的灵敏度、低噪...     

基于粒子群算法的FBG横向受力反射谱的研究

应用光纤光栅(FBG)测量横向作用力时,由于系统误差、器件损耗以及一些不易测得参数的影响,引起FBG的反射谱发生畸变,导致特征信息提取困难.为此提出了基于粒子群优化算法的FBG横向受力反射谱的分析方法,建立了FBG横向受力和粒子群算法模型,通过确立分析所用的目标函数,对FBG横向受力进行实验和寻优,在FBG横向受力反射谱中提取了特征信息.实验结果表明,粒子群算法在FBG反射谱分析中提取特征信息及测量一些不易测得的参数十分有效,并且精度高、稳定性好、收敛速度快,在FBG传感器高精度测量方面非常实用.     

用于FBG传感器粘贴封装的Si_3N_4无机胶粘剂制备及性能

采用共混法,在Si3N4中掺入纳米SiO2、TiO2和SiC粒子,制备出适用于FBG传感器粘贴和封装的无机胶粘剂.用原子力显微镜(AFM)观察了胶粘剂的组团结构,用电子万能材料试验机测试了其力学性能,用光谱分析仪对上述胶粘剂封装的FBG温度、压力传感器的性能进行了测试.结果表明,该胶粘剂的最大抗拉强度为45.01 MPa,最大剪切强度为44.34 MPa,其浸水保持率大于89.8%.封装后的FBG温度、压力传感器可用于301.8℃、42 MPa油气水混合的使用环境.     

基于双长周期光纤光栅边缘滤波的FBG冲击监测系统研究

从长周期光纤光栅(LPFG)透射光谱和光纤布拉格光栅(FBG)解调原理角度,详细研究了LPFG透射光谱的边缘滤波特性,设计了一种基于双长周期双边缘滤波的FBG冲击监测系统方案,对该方案进行了冲击信号监测验证,采用电涡流传感系统对其进行验证.结果表明该系统对冲击信号具有较好的响应度和精确度,实验结果符合结构监测领域对冲击响应监测的需要,具有广泛的应用前景.     

一种混凝土结构钢筋腐蚀的光纤传感监测装置

钢筋的腐蚀逐渐成为影响钢筋混凝土结构耐久性的主要因素.腐蚀后的钢筋体积膨胀,保护层逐渐开裂,进而降低结构的使用性能、影响结构的耐久性.基于钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀膨胀原理与光纤光栅应变传感技术原理,提出一种新型钢筋腐蚀监测装置.根据推导出的FBG波长与钢筋锈蚀率的关系,制作钢筋混凝土试件并进行加速试验.最后利用ABAQ...     

Novel weigh-in-motion system based on FBGs

In this weigh-in-motion (WIM) research, a novel fiber Bragg grating (FBG)-based weigh-in-motion (WIM) system was introduced. The design derived from the idea using in-service bridge abutments as the weigh scale. The bridge beam was replaced by a piece of steel plate which supports the weight of the traveling vehicle. All weights would be finally transferred into the tubes where four FBGs were attached and could record the weight-induced strains by shifting their Bragg wavelengths. The system identification algorithm based on parameters estimation was initiated. Over 40-ton load had been applied on the system and the experimental results showed a good repeatability and linearity. The system resolution had been achieved as low as 10 kg. Compared with other designs of fiber-optic WIM systems, this design is easy and reliable.     

Novel weigh-in-motion system based on FBGs

In this weighinmotion (WIM) research, a novel fiber Bragg grating (FBG)based weighinmotion (WIM) system was introduced. The design derived from the idea using inservice bridge abutments as the weigh scale. The bridge beam was replaced by a piece of steel plate which supports the weight of the traveling vehicle. All weights would be finally transferred into the tubes where four FBGs were attached and could record the weightinduced strains by shifting their Bragg wavelengths. The system identification algorithm based on parameters estimation was initiated. Over 40ton load had been applied on the system and the experimental results showed a good repeatability and linearity. The system resolution had been achieved as low as 10 kg. Compared with other designs of fiberoptic WIM systems, this design is easy and reliable.     

基于光纤光栅传感的管路损伤测量与定位

利用光纤光栅传感技术,以频率法进行损伤识别为基础,研究运用光纤光栅传感器测量管路损伤前后各阶频率变化率的比值进行损伤定位的方法.以不锈钢管为研究对象,通过伯努利-欧拉梁理论求得管路曲率模态振型,应用光纤光栅和加速度计分别测量管路损伤前后的固有频率,并求得各阶频率的变化率.结果表明:与加速度计的测量值比较,光纤光栅由于其质量更轻,对被测对象影响更小,测量值更为准确;另外,根据实测数据,使用频率变化率的比值可以很好地识别管路的损伤位置.