边坡工程监测理论与技术基础初步研究
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摘要
我国是一个滑坡灾害极为频繁的国家,大型滑坡给人民生命财产和国民经济带来重大损失。随着传感技术的发展,一种分布式实时监测网络系统在其他工程领域得到初步应用。考虑到这种技术强大分布性的特点,也能将这种技术应用于边坡工程监测领域。
本文对基于BOTDR技术的边坡监测系统基础理论进行初步研究,分析其技术要点,完成基于BOTDR光纤传感技术的监测系统框架构造,对实际应用中的若干关键问题提出解决方案,并对这些方案加以较为深入的分析和论证。
本文研究内容具体包括以下几方面:
1.调研边坡监测国内外发展现状,了解常用监测系统的基本组成、功能和关键技术,掌握目前各种传感技术的发展状况。
2.深入学习边坡监测的基础理论,充分认识边坡失稳崩滑的机理和形态特征,总结边坡监测中坡体结构与监测特征量的对应关系。
3.分析目前监测技术与监测系统的缺憾,找到当前边坡监测方向的几个切入点,系统学习基于BOTDR分布式光纤传感技术的监测理论并总结出技术要点。
4.对基于BOTDR光纤传感技术的监测系统构成进行研究,完成其框架构建。
5.通过借他人的多点加载试验,论证了从三维光纤监测网络得到边坡空间位移分布状态可能性。
6.利用具体的工程监测实例,讨论利用数值模拟技术确定监测系统中空间监测区域的定位和监测精度问题。
The landslide disaster is high frequency in our country. The large-scale landslide brought the enormous life and property loss to society and people in China. With the development of sensor technology, a distributed real-time network monitoring system has been applied preliminarily in other engineering fields. Considering the powerful distribution feature, the paper attempted to apply the technique in the slope monitoring.
The paper studied preliminarily the basic theory of slope monitoring based on BOTDR, in which it analyzed the key technical points and established the framework of the monitoring system grounded on BOTDR. The paper brought forward some solutions of these key problems in practical application and demonstrated the feasibility.
The study in this paper mainly focuses on the following several aspects:
1. Through investigating the development and present situation of slope monitoring, the paper proposed the basic components and functions of the monitoring system as well as the key technologies, mastered the development status of all kinds of sensor technology.
2. The paper has summarized the relationship between the slope structures and the characteristic parameters by deep studying the fundamental theory of the slope monitoring and fully recognizing the mechanism and morphology characteristics.
3. The key strongpoints of the slope monitoring were found at present, through analyzing the shortcomings of the monitoring technique and system. Mastered the monitoring theory based on the distributed fiber sensing monitor technique (BOTDR), the paper summarized the essentials of the technique.
4. The paper studied the compositions of the system based on the fiber-optic sensor---BOTDR, the framework of which was builded up.
5. Through referring the multi-point loading test of others, the paper demonstrated the feasibility that obtaining the slope spatial displacement distribution by means of the three-dimensional fiber monitoring network.
6. Using a specific observation and engineering as an example, the paper demonstrated that the spatial monitoring area and the precision could be determined by the numerical simulation.
本文对基于BOTDR技术的边坡监测系统基础理论进行初步研究,分析其技术要点,完成基于BOTDR光纤传感技术的监测系统框架构造,对实际应用中的若干关键问题提出解决方案,并对这些方案加以较为深入的分析和论证。
本文研究内容具体包括以下几方面:
1.调研边坡监测国内外发展现状,了解常用监测系统的基本组成、功能和关键技术,掌握目前各种传感技术的发展状况。
2.深入学习边坡监测的基础理论,充分认识边坡失稳崩滑的机理和形态特征,总结边坡监测中坡体结构与监测特征量的对应关系。
3.分析目前监测技术与监测系统的缺憾,找到当前边坡监测方向的几个切入点,系统学习基于BOTDR分布式光纤传感技术的监测理论并总结出技术要点。
4.对基于BOTDR光纤传感技术的监测系统构成进行研究,完成其框架构建。
5.通过借他人的多点加载试验,论证了从三维光纤监测网络得到边坡空间位移分布状态可能性。
6.利用具体的工程监测实例,讨论利用数值模拟技术确定监测系统中空间监测区域的定位和监测精度问题。
The landslide disaster is high frequency in our country. The large-scale landslide brought the enormous life and property loss to society and people in China. With the development of sensor technology, a distributed real-time network monitoring system has been applied preliminarily in other engineering fields. Considering the powerful distribution feature, the paper attempted to apply the technique in the slope monitoring.
The paper studied preliminarily the basic theory of slope monitoring based on BOTDR, in which it analyzed the key technical points and established the framework of the monitoring system grounded on BOTDR. The paper brought forward some solutions of these key problems in practical application and demonstrated the feasibility.
The study in this paper mainly focuses on the following several aspects:
1. Through investigating the development and present situation of slope monitoring, the paper proposed the basic components and functions of the monitoring system as well as the key technologies, mastered the development status of all kinds of sensor technology.
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4. The paper studied the compositions of the system based on the fiber-optic sensor---BOTDR, the framework of which was builded up.
5. Through referring the multi-point loading test of others, the paper demonstrated the feasibility that obtaining the slope spatial displacement distribution by means of the three-dimensional fiber monitoring network.
6. Using a specific observation and engineering as an example, the paper demonstrated that the spatial monitoring area and the precision could be determined by the numerical simulation.
引文
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