案例分享：基于OFDR的不連續管道豎向錯開(kāi)變形監測

      昊衡科技分享測試案例。將分布式傳感光纖布設于不連續管道外壁，采用OFDR分布式光纖傳感設備監測管道變形過(guò)程中光纖的軸向應變;將光纖監測數據與千分表實(shí)測數據相對比，驗證計算結果的有效性。使用OSI分布式光纖傳感系統，提高了監測結果的準確性。

  試驗過(guò)程中千分表和OFDR設備對管道豎向錯開(kāi)變形量和光纖軸向微應變進(jìn)行連續自動(dòng)采集。試驗采用OSI型OFDR分布式光纖解調儀，監測80m范圍內光纖沿線(xiàn)的微應變，應變測量精度為±1.0με，最高空間分辨率可達1mm，應變測量范圍為±15000με，最低測量間隔為3s。

  圖1 光纖軸向布設示意圖

  光纖在橫截面方向分別在0°、90°、180°、270°的位置布設，每段光纖在兩管連接處左、右兩側5cm處用膠水進(jìn)行定位處理，光纖軸向布設方法見(jiàn)圖1，光纖橫截面布設方法見(jiàn)圖2。

圖2 光纖截面布設示意圖

  千分表量程1cm，精度0.001mm，千分表從左到右依次編號為1號、2號、3號、4號、5號、6號，試驗過(guò)程分為懸臂梁試驗、剪切試驗、填土試驗三部分，均在3號和4號千分表之間的位置進(jìn)行加壓，但加壓方式有所不同。

圖3 填土試驗過(guò)程

  填土試驗通過(guò)對上覆土層施加重物對管道加壓，氣囊放氣過(guò)程等效為加壓過(guò)程;剪切試驗通過(guò)調節升降臺高度控制管道的豎向位移;懸臂梁試驗采用懸掛重物的方式加壓。

  測試結果

  室內試驗過(guò)程中，采用OSI型分布式光纖解調儀，對光纖的軸向位移進(jìn)行持續監測，結果如下：

圖4 剪切試驗應變數據

  從剪切試驗應變曲線(xiàn)(見(jiàn)圖4)中可以發(fā)現四個(gè)明顯的峰值，從左到右依次代表左側、下側、右側和上側錯開(kāi)處，每一級曲線(xiàn)中峰值大小隨加載級數增加而增大。觀(guān)察發(fā)現在左側接縫(3.64m)處的峰值為負值，分析是在粘貼光纖時(shí)自由段光纖未進(jìn)行足夠預拉，導致試驗過(guò)程中自由段光纖發(fā)生收縮，在應變數據上體現為負值。完整測試過(guò)程及結果，詳見(jiàn)基于OFDR的不連續管道豎向錯開(kāi)變形定量監測。

      來(lái)源：《防災減災工程學(xué)報》

  基于OFDR的不連續管道豎向錯開(kāi)變形定量監測作者：楊曉蔚1，劉 春1,2，張曉宇1，樂(lè )天呈11. 南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院2. 南京大學(xué)(蘇州)高新技術(shù)研究院