分布式光纤监测技术在地面沉降中的应用,此文是一篇地面沉降论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。
地面沉降论文参考文献：
摘 要：自然因素与人为因素所造成不同程度的地面沉降,严重威胁着建设事业和国民经济建设等,利用分布式光纤检测技术可更为精确的监测出沉降的过程和沉降量,为地面沉降的控制和治理提供有效地信息.可见,分布式光纤检测技术在地面沉降中极具有潜力.
关键词：分布式光纤；地面沉降；监测技术
1引言：近几十年来,地面沉降在不同程度上席卷全国各地,不均匀沉降导致地面开裂、建筑物的倾斜、地下人工管道的错位等现象时有发生,严重影响着基础工程建设和人类正常生活活动的开展.比如：上海自20世纪20年代至21世纪初,由于地下水的开采导致地面沉降,其沉降量最大可达2.6米,直接或间接造成严重的经济损失[1]；危地马拉受飓风“阿加莎”的袭击,造成地面塌陷形成厚60米、宽30米的巨坑.
目前,对于地面沉降的监测手段历经水准测量、三角高程测量、数字摄影测量、GPS方法、InSAR技術和光纤监测等,日益趋向具有精确化、自动化、操作简便、可连续性监测等特点的监测技术,分布式光纤监测在地面沉降中具有相当大的发展空间.
2地面沉降机理
地面沉降亦称为地面塌陷,总体表现为松散土体的压缩固结、地下天然溶洞或人工洞室的坍塌、沿海地区可能造成海水入侵现象等.地面沉降的影响因素按其形成方式分类,大致可分为自然因素和人为因素.其中,自然因素：黄土的湿陷性、构造运动、溶洞的塌陷等,人为因素：地下水的开采、固体矿床的开采、地下施工等.我国引起地面沉降最主要的因素则是地下水的开采[2].
地下水的开采使土体中的水分减少,孔隙水压力降低致使土体骨架所受的有效应力增大,引起地面沉降.由太沙基有效应力原理可做到：
由此可见,开采地下水引起地面沉降的本质是土体骨架所受的有效应力增大,容易超过土体的前期固结应力,随着时间的推移,土体便会产生压缩、固结.
地面沉降还具有累积效应、不可逆性,发生沉降的区域主要为弱透水层,含水层的沉降量相对较少.根据累积效应,用分层总和法可表示为：
3分布式光纤传感技术
分布式光纤传感技术根据其散射原理,大致可分为五类,分别有：拉曼散射技术（ROTDR）、光时域散射技术（OTDR）、自发布里渊散射技术（BOTDR）、受激布里渊时域分析技术（BOTDA）、受激布里渊频域分析技术（BOFDA）,主要是通过射入光纤的脉冲光与光纤中的声学声子相互作用,产生布里渊散射,利用布里渊散射光频率的漂移量与出光纤的温度及其应变量之间的关系,根据漂移量与温度、应变之间良好的线性关系,计算出地面的沉降量.
4分布式光纤监测应用
分布式光纤传感器因自身体积小、操作简便、适用性强、精确度高、可远程监控等特点,常应用于各类工程检测中,如：边坡工程、滑坡监测和海堤沉降监测等[3][4][5].
随着地面沉降监测的高要求,规模大、环境差异大、连续性监测、检测精度要求高等,具有成本低、长距离、分布式、抗干扰、敏感性高等特点的分布式光纤在地面沉降检测中应用愈加广范和重要.例如,2013年阜阳采用分布式光纤检测技术对阜阳地面沉降情况进行连续性检测,可靠的做到出该地主要变形深度范围[6]；卢毅等人运用BPTDA技术,通过气囊法模型试验模拟地面变形,造成不均匀沉降,探索出分布式光纤检测技术可检测不同条件下的地面沉降及其施工工艺[7]等.
分布式光纤检测技术随着该技术的发展和创新,将会不断地突破自身的缺陷,更有效地应用于地面沉降检测中.
5结论
（1）联系分布式光纤技术与地面沉降,分析出分布式光纤检测在地面沉降检测中的优越性.
（2）预测分布式光纤技术在地面沉降中的可发展性和可持续性.
参考文献
[1]张维然,段正梁等.上海市地面沉降特征及对社会经济发展的危害[J]. 同济大学学报,2002,30（9）：1129-1151
[2]沈水龙,许烨霜.地下水开采引起的地面沉降的机理及其预测方法的现状与未来[J].第二届全球华人岩土工程论坛论文集,2005,8：179-185
[3] 隋海波,施斌等.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（9）：3725-3731
[4] 刘杰,施赋等.基于BOTDR的基坑变形分布式监测实验研究[J]. 岩土力学,2006,27（7）1224-1228
[5] 史彦新,张青,孟宪玮.分布式光纤传感技术在滑坡监测中的应用[J]. 吉林大学学报（地球科学版）,2008,38（5）820-824
[6]魏坤.分布式光纤监测在阜阳地面沉降监测中的应用[J].安徽地质,2016,6（2）135-137
[7]卢毅,施斌等.地面变形分布式光纤监测模型试验研究[J].工程地质学报2015,23（5）896-901
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