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土工离心机光纤光栅测试系统及其模型试验研究

贾立翔, 施斌, 魏广庆, 张振, 童恒金

贾立翔, 施斌, 魏广庆, 张振, 童恒金. 土工离心机光纤光栅测试系统及其模型试验研究[J]. 岩土工程学报, 2017, 39(5): 896-905. DOI: 10.11779/CJGE201705014
引用本文: 贾立翔, 施斌, 魏广庆, 张振, 童恒金. 土工离心机光纤光栅测试系统及其模型试验研究[J]. 岩土工程学报, 2017, 39(5): 896-905. DOI: 10.11779/CJGE201705014
JIA Li-xiang, SHI Bin, WEI Guang-qing, ZHANG Zheng, TONG Heng-jin. Fiber Bragg grating test system and model tests based on geotechnical centrifuge[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2017, 39(5): 896-905. DOI: 10.11779/CJGE201705014
Citation: JIA Li-xiang, SHI Bin, WEI Guang-qing, ZHANG Zheng, TONG Heng-jin. Fiber Bragg grating test system and model tests based on geotechnical centrifuge[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2017, 39(5): 896-905. DOI: 10.11779/CJGE201705014

土工离心机光纤光栅测试系统及其模型试验研究  English Version

基金项目: 国家自然科学基金重点项目(41230636); 国家重大科研仪器研制项目(41427801)
详细信息
    作者简介:

    贾立翔(1990- ),男,江苏南京人,硕士研究生,主要从事岩土工程及其分布式监测技术研究。E-mail: jialx@nzsensing.com。

    通讯作者:

    施斌,E-mail:shibin@nju.edu.cn

  • 中图分类号: TU411

Fiber Bragg grating test system and model tests based on geotechnical centrifuge

  • 摘要: 光纤光栅传感技术(Fiber Bragg Grating,简称 FBG)具有准分布、测量精度高、抗电磁干扰强和实时监测等优点,其传感器可根据监测对象要求小型化。介绍了一套土工离心机光纤光栅测试系统,包括系统的软硬件构成,FBG解调仪,FBG传感器小型化,锚杆、桩基、测斜管以及挡土墙感测模型的制作工艺等。通过一组土工离心机边坡模型试验,验证了该系统应用于土工离心机模型多参量监测的可行性,显示出该系统具有结构简单,测量内容多,测试精度高,量程大,抗电磁干扰强,系统工作稳定,配套光纤光栅传感器重量轻、体积小、可准分布布设、形成整体监测网络等优点,为土工离心机试验监测提供了一种新的手段。
    Abstract: The fiber Bragg grating (FBG) sensing technology has many advantages such as associate distribution, high precision, anti-electromagnetic, real-time monitoring, etc., and the sensors can be miniaturized according to monitoring objects. A set of FBG sensing monitoring system is introduced, including the software and hardware of the system, the FBG demodulator, the miniaturization of the sensors and the manufacturing process sensing models for anchors, pile foundation, inclinometer pipes and retaining walls. The monitoring data show that the system can be availably applied to geotechnical centrifuge model for multi-parameter monitoring, and it is of advantages such as simple structure, abundant test content, high precision, high range, anti-electromagnetic interference and stable performances. The matching FBG sensors are light and small and can be arranged in the way of associate distribution so as to form an overall monitoring network. The FBG monitoring system may provide a new method for the measurement of geotechnical model tests.
  • [1] 濮家骝. 土工离心模型试验及其应用的发展趋势[J].岩土工程学报, 1996, 18(5): 92-94. (PU Jia-ju. Development trend of the geotechnical centrifuge modeling test and application[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 1996, 18(5): 92-94. (in Chinese))
    [2] 冯 振, 殷跃平. 我国土工离心模型试验技术发展综述[J].工程地质学报, 2011, 19(3): 323-331. (FENG Zheng, YIN Yue-ping. State of the art review of geotechnical centrifuge modeling test in China[J]. Journal of Engineering Geology, 2011, 19(3): 323-331. (in Chinese))
    [3] 张建民, 于玉贞, 濮家骝. 电液伺服控制离心机振动台系统研制[J]. 岩土工程学报, 2004, 26(6): 843-845. (ZHANG Jian-ming, YU Yu-zhen, PU Jia-ju. Development of a shaking table in electro-hydraulic servo-control centrifuge[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2004, 26(6): 843-845. (in Chinese))
    [4] 刑建营, 刑义川, 梁建辉. 土工离心模型试验研究的进展与思考[J]. 水利与建筑工程学报, 2005, 3(1): 27-31. (XING Jian-ying, XING Yi-chuan, LIANG Jian-hui. Development and thoughts of geotechnical centrifuge modeling[J]. Journal of Water Resources and Architectural Engineering, 2005, 3(1): 27-31. (in Chinese))
    [5] 谢 欣. 大型土工离心机数据采集与监测系统研制[J]. 大坝观测与土工测试, 1992(4): 15-20. (XIE Xin. Development of data acquisition and monitoring system for large scale geotechnical centrifuge[J]. Dam Observation and Geotechnical Test, 1992(4): 15-20. (in Chinese))
    [6] 邢建营. 土工离心模型试验技术的研究和应用[D]. 咸阳:西北农林科技大学, 2005. (XING Jian-ying. The research and application of the technology of geotechnical centrifuge modeling test[D]. Xianyang: Northwest A&F University, 2005. (in Chinese))
    [7] BROWNELL K. Dynamic capabilities of the wright lab-oratory geotechnical centrifuge[C]// Centrifuge 94. Singapore, 1994: 177-181.
    [8] 王玉峰, 程谦恭, 黄英儒. 不同支护模式下黄土高边坡开挖变形离心模型试验研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2014, 33(5): 1032-1046. (WANG Yu-feng, CHENG Qian-gong, HUANG Ying-ru. Centrifuge tests on excavation of high loess slope with different reinforcement modes[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics & Engineering, 2014, 33(5): 1032-1046. (in Chinese))
    [9] 郭永建, 谢永利, 江 黎, 等. 边坡桩基受力特性的离心模型试验[J]. 长安大学学报(自然科学版), 2010, 30(1): 35-39. (GUO Yong-jian, XIE Yong-li, JIANG Li, et al. Centrifugal model test on mechanic features of pile foundation at slope[J]. Journal of Chang’an University (Natural Science Edition), 2010, 30(1): 35-39. (in Chinese))
    [10] 汪云龙, 王维铭, 袁晓铭. 基于光纤光栅技术测量模型土体内侧向位移的植入梁法[J]. 岩土工程学报, 2013, 35(增刊1): 181-185. (WANG Yun-long, WANG Wei-ming, YUAN Xiao-ming. Embedded-beam approach for measuring interior lateral displacement of soils using FBG technique[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2013, 35(S1): 181-185. (in Chinese))
    [11] 魏广庆, 施 斌, 贾建勋. 分布式光纤传感技术在预制桩基桩内力测试中的应用[J]. 岩土工程学报, 2009, 31(6): 911-916. (WEI Guang-qing, SHI Bing, JIA Jian-xun. Application of distributed optical fiber sensing to testing inner force of prefabricated piles[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2009, 31(6): 911-916. (in Chinese))
    [12] 隋海波, 施 斌, 张 丹. 边坡工程分布式光纤监测技术研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2008, 27(增刊2): 3725-3731. (SUI Hai-bo, SHI Bin, ZHANG Dan. Study on distributed optical fiber sensor-based monitoring for slope engineering[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2008, 27(S2): 3725-3731. (in Chinese))
    [13] 李嘉雨. 岩土边坡及支护结构土工离心机模型制作方法的研究[J]. 中国水运, 2014(11): 336-338. (LI Jia-yu. Study on the method of making geotechnical centrifuge model of rock and soil slope and retaining structure[J]. China Water Transport, 2014(11): 336-338. (in Chinese))
    [14] 白 冰, 周 健. 土工离心模型试验技术的一些进展[J]. 水电自动化与大坝监测, 2001, 25(1): 9-11. (BAI Bing, ZHOU Jian. Some advances in geotechnical centrifuge model test technology[J]. Hydropower automation and dam monitoring, 2001, 25(1): 9-11. (in Chinese))
    [15] VUCETIC M, TUFENKJIAN M R, DOROUDIAN M. Dynamic centrifuge testing of soil-nailed excavations[J]. Geotechnical Testing Journal, 1993, 16(2): 172-187.
    [16] TUFENKJIAN M R, VUCETIC M. Dynamic failure mechanism of soil-nailed excavation models in centrifuge[J]. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2000, 126(3): 227-235.
    [17] LI J, THAM L G, JUNAIDEEN S M. Loose fill slope stabilization with soil nails: full-scale test[J]. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2008, 134(3): 277-288.
  • 期刊类型引用(42)

    1. 朱赛楠,殷跃平,铁永波,撒兰鹏,高延超,贺宇,赵慧. 乌蒙山区巨型古滑坡变形特征与复活机理研究——以大关古滑坡为例. 岩土工程学报. 2025(02): 305-314 . 本站查看
    2. 胡贵良,刘文,鄢勇,范雄安,张毅,杜光远,熊皓,王猛,余天彬. 金沙江上游色拉古滑坡复活特征与堵江溃决模拟分析. 地质学报. 2025(02): 602-615 . 百度学术
    3. 杨豹,赵瑞志,王海波,李晓光,吕钊,赵阳,王梦云. 遥感技术对地质灾害早期识别和动态监测——以昌波乡至羊拉乡段为例. 科学技术与工程. 2024(05): 1823-1836 . 百度学术
    4. 殷跃平,高少华. 高位远程地质灾害研究:回顾与展望. 中国地质灾害与防治学报. 2024(01): 1-18 . 百度学术
    5. Yiqiu Yan,Changbao Guo,Yanan Zhang,Zhendong Qiu,Caihong Li,Xue Li. Development and Deformation Characteristics of Large Ancient Landslides in the Intensely Hazardous Xiongba-Sela Section of the Jinsha River, Eastern Tibetan Plateau, China. Journal of Earth Science. 2024(03): 980-997 . 必应学术
    6. 李林,李涛,何治林,李树建,董健,王彪. 基于试验模拟的滑坡泥石流灾害链风险监测预警. 水土保持通报. 2024(02): 167-175 . 百度学术
    7. 蒋涛,崔圣华,许向宁,蒙明辉. 四川高位滑坡发育特征及典型地质力学模式. 地质灾害与环境保护. 2024(02): 1-11 . 百度学术
    8. 李金秋,张永双,任三绍,冉丽娜. 金沙江上游扎马古滑坡复活特征及堵河危险性分析. 水利学报. 2024(04): 481-492 . 百度学术
    9. 武德宏,郝利娜,严丽华,唐烽顺,郑光. 金沙江滑坡群InSAR探测与形变因素分析. 自然资源遥感. 2024(03): 259-266 . 百度学术
    10. 冉涛,徐如阁,李奇. 川藏交通廊道怒江段斜坡地质灾害发育特征及主控因素分析. 自然灾害学报. 2024(04): 176-187 . 百度学术
    11. 徐正宣,林之恒,刘云鹏,聂晓芳,任利,张志龙. 复杂孕灾环境下隧道进口斜坡稳定性分析与评价. 西南交通大学学报. 2024(05): 1068-1077+1085 . 百度学术
    12. 蒋佳岐,吴中海,黄小龙,黄飞鹏,王世锋. 金沙江干流巨型滑坡发育特征及其形成机理. 地震科学进展. 2024(10): 680-695 . 百度学术
    13. 郑顺祥,王军,鄢勇,刘文,赵恒,杨钧翔,范雄安,张毅,王猛,余天彬. 金沙江上游沙东滑坡发育特征与堵江溃决预测分析. 水文地质工程地质. 2024(06): 160-170 . 百度学术
    14. 郭海湘,区歌阳,杨钰莹. 1987—2022年中国自然灾害链研究进展与趋势——基于CiteSpace的计量分析. 安全与环境工程. 2024(06): 118-133 . 百度学术
    15. 谭银龙,许万忠,曹家菊,罗丹,王本栋,谯立家,周谊. 基于Midas-GTS的三峡库区金鸡岭滑坡成因机制与稳定性分析. 水文地质工程地质. 2023(01): 113-121 . 百度学术
    16. 牛敏杰,师芸,吕杰,赵侃,石龙龙. 基于SBAS-InSAR技术的广安村滑坡形变监测分析. 地理空间信息. 2023(01): 79-84 . 百度学术
    17. 王庆芳,郑志军,董继红,余天彬,刘文,黄细超. 基于多源遥感技术的红层滑坡识别与监测研究. 人民长江. 2023(01): 111-118 . 百度学术
    18. 高秉海,何毅,张立峰,姚圣,杨旺,陈毅,何旭,赵占骜,陈鹤升. 顾及In SAR形变的CNN滑坡易发性动态评估——以刘家峡水库区域为例. 岩石力学与工程学报. 2023(02): 450-465 . 百度学术
    19. 董建军,梅媛,闫斌,刘士乙. 高海拔排土场边坡安全稳定性的PS-InSAR监测. 防灾减灾工程学报. 2023(01): 149-157 . 百度学术
    20. 贾丽娜,李瑞冬,魏新平. 基于InSAR技术的黄土滑坡及周边斜坡变形识别. 地下水. 2023(02): 121-124 . 百度学术
    21. 王之栋,唐伟,马志刚,李雨宸,杨本勇,李维庆,李永鑫. 九寨沟地区高位滑坡隐患InSAR-LiDAR早期识别. 测绘通报. 2023(05): 9-15 . 百度学术
    22. 李沙,张立舟,周成涛,刘洋,陈锐. 基于SBAS-InSAR的大型滑坡变形分区及时序监测研究. 人民长江. 2023(06): 103-111 . 百度学术
    23. 赵子昕,汪发武,朱国龙,彭星亮. 混杂岩形成机制及非均质力学特性研究进展. 工程地质学报. 2023(03): 796-814 . 百度学术
    24. 张彦锋,高杨,李滨,朱赛楠. 青藏高原混杂岩带及其地质灾害发育特征分析. 工程地质学报. 2023(03): 981-998 . 百度学术
    25. 刘印明. 区域降雨型浅层滑坡失稳机理研究. 科技创新与生产力. 2023(07): 30-33 . 百度学术
    26. 李晓斌,白海军. 高位远程古滑坡既有变形特征和后续变形发展规律研究. 大地测量与地球动力学. 2023(11): 1129-1135 . 百度学术
    27. 陈兴长,郭晓军,陈慧. 金沙江上游德格-白玉段流域地貌特征及影响因素分析. 第四纪研究. 2023(05): 1269-1281 . 百度学术
    28. 吴明堂,房云峰,沈月,戴可人,姚义振,陈建强,冯文凯. 基于短基线DInSAR的白鹤滩库区蓄水期滑坡隐患广域快速动态识别. 遥感技术与应用. 2023(05): 1054-1061 . 百度学术
    29. 包馨,张瑞,刘安梦云,王婷,向卫,刘国祥. 联合升降轨时序InSAR的金沙江滑坡群隐患识别. 北京理工大学学报. 2023(11): 1135-1145 . 百度学术
    30. 刘媛媛,陈人杰,陈能辉. 西藏色拉滑坡时序InSAR二维形变反演与预测. 北京理工大学学报. 2023(11): 1115-1124 . 百度学术
    31. 陈新咏. 某高位滑坡强变形监测及成因机制分析. 福建建材. 2022(01): 64-67+73 . 百度学术
    32. 易思材,张明文,李帅. 云南某梯田滑坡灾害治理施工技术. 建筑机械化. 2022(02): 64-66 . 百度学术
    33. 丁永辉,张勤,杨成生,王猛,丁辉. 基于高分遥感的金沙江流域滑坡识别——以巴塘县王大龙村为例. 测绘通报. 2022(04): 51-55 . 百度学术
    34. 王海鹏,高瑞丹,宁树理,王航,寻怀军. 重庆市丰太六组前缘滑坡特征分析及治理方案. 工程建设. 2022(06): 36-41 . 百度学术
    35. 戴可人,沈月,吴明堂,冯文凯,董秀军,卓冠晨,易小宇. 联合InSAR与无人机航测的白鹤滩库区蓄水前地灾隐患广域识别. 测绘学报. 2022(10): 2069-2082 . 百度学术
    36. 铁永波,葛华,高延超,白永健,徐伟,龚凌枫,王家柱,田凯,熊小辉,范文录,张宪政. 二十世纪以来西南地区地质灾害研究历程与展望. 沉积与特提斯地质. 2022(04): 653-665 . 百度学术
    37. 钟彬,柳志云,李向新,吕加颖. 滑坡形变的升降轨时序干涉合成孔径雷达监测与分析. 激光与光电子学进展. 2022(24): 247-254 . 百度学术
    38. 杨成生,董继红,朱赛楠,熊国华. 金沙江结合带巴塘段滑坡群InSAR探测识别与形变特征. 地球科学与环境学报. 2021(02): 398-408 . 百度学术
    39. 朱赛楠,殷跃平,黄波林,张枝华,王平,王文沛,赵慧,张晨阳. 三峡库区大型单斜顺层新生滑坡变形特征与失稳机理研究. 工程地质学报. 2021(03): 657-667 . 百度学术
    40. 吴瑞安,马海善,张俊才,杨志华,李雪,倪嘉伟,钟宁. 金沙江上游沃达滑坡发育特征与堵江危险性分析. 水文地质工程地质. 2021(05): 120-128 . 百度学术
    41. 黄细超,余天彬,王猛,朱赛楠,宋班,刘文. 金沙江结合带高位远程滑坡灾害链式特征遥感动态分析——以白格滑坡为例. 中国地质灾害与防治学报. 2021(05): 40-51 . 百度学术
    42. 熊国华,杨成生,朱赛楠,董继红,张勤. 基于MSBAS技术的金沙江上游色拉滑坡形变分析. 中国地质灾害与防治学报. 2021(05): 1-9 . 百度学术

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-03-20
  • 发布日期:  2017-05-24

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