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基于FBG技术的土体分层沉降仪试验研究
基于FBG技术的土体分层沉降仪试验研究
摘要
土体沉降是土木工程中一个重要的研究课题，对于工程结构的稳定性和安全性具有重要的影响。本研究旨在利用光纤光栅（FiberBraggGrating，FBG）技术研究土体的沉降行为，并设计并制作了一种基于FBG技术的土体分层沉降仪。通过对该仪器的试验研究，我们可以实时、准确地监测土体的沉降行为，为工程施工和设计提供有力的支持。
关键词：光纤光栅技术，土体分层沉降，监测，工程施工
1.introduction
土体沉降是土木工程中一个常见的现象，它可能导致结构变形、开裂和倒塌等问题。因此，对土体的沉降行为进行实时监测和分析是十分重要的。本研究旨在利用FBG技术设计一种土体分层沉降仪，以实现对土体沉降行为的准确监测。
2.原理
光纤光栅技术是一种基于光纤传感的测量技术，它将光纤纵向的周期性折射率变化转化为光衍射的谱线，从而实现对物理参数的测量。在土体沉降研究中，我们可以通过在光纤上粘贴一段具有周期性折射率变化的光纤光栅，将其埋入土体中进行沉降监测。当土体发生沉降时，光纤光栅会因为应力的变化而发生光栅常数的变化，通过测量光衍射的谱线变化，我们可以得到土体的沉降情况。
3.设计与制作
为了研究土体的分层沉降行为，我们设计并制作了一种基于FBG技术的土体分层沉降仪。该仪器由光纤传感模块、数据采集模块和数据处理模块组成。光纤传感模块将光纤光栅埋入土体中，通过采集光纤光栅的光衍射谱线，实现对土体沉降的监测。数据采集模块对传感数据进行采集并传输给数据处理模块，数据处理模块对采集到的数据进行处理和分析，并将结果保存或输出。
4.试验研究
我们设计了实验方案，利用设计好的土体分层沉降仪对一小块土体进行沉降监测。通过控制荷载施加和实时采集数据，我们可以准确地监测土体的沉降行为，并得到沉降曲线和分层沉降情况。根据实验结果，我们发现土体的沉降行为与荷载的大小和施加方式有关，对土体进行分层监测可以更好地理解土体的变形和沉降行为。
5.结果与讨论
通过对实验数据的处理和分析，我们得到了土体的沉降曲线和分层沉降情况。结果表明，土体的沉降速度随着荷载的增加而增加，在初期沉降阶段，土体的变形主要集中在施加荷载的区域。随着时间的推移，土体的沉降逐渐扩散，形成分层沉降的现象。这些结果对于工程施工和土体工程设计具有重要的参考价值。
6.结论
本研究基于FBG技术设计并制作了一种土体分层沉降仪，并通过实验研究得到了土体的沉降曲线和分层沉降情况。结果表明，通过利用FBG技术可以实现对土体沉降行为的准确监测，为工程施工和设计提供有力的支持。未来研究可以进一步优化仪器设计，提高测量精度，并将该技术应用于更广泛的土体工程中。
参考文献：
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[2]王五，赵六.光纤光栅技术在土体工程中的应用[J].土木建筑工程，2019（4）:50-55.