地面沉降分布式光纤监测土–缆耦合性分析

论文摘要

地层、钻孔回填材料和传感光缆之间的耦合性是决定地面沉降钻孔全剖面分布式光纤监测精度的关键因素。提出了地层–钻孔回填材料–传感光缆耦合性的明确定义和地层变形光纤监测数据有效性的评价方法。地层、回填材料和传感光缆达到完全耦合应满足两个条件:地层–回填材料界面与回填材料–传感光缆界面剪应力均不能超过其抗剪强度;地层应变能有效地传递至纤芯。提出了回填材料与传感光缆处于黏结状态的临界围压与临界深度;传感光缆弹性模量、半径或最大应变梯度越小,则临界围压或深度也越小;当回填材料、传感光缆及其界面参数确定时,临界围压或深度仅与最大应变梯度有关。基于经典应变传递模型与Goodman假设建立了地层–钻孔回填材料–传感光缆应变传递模型,并研究了传感光缆、回填材料以及地层性质对应变传递特性的影响,结果表明:传感光缆半径和弹性模量、钻孔半径、地层剪切模量越小,或回填材料剪切模量、地层–回填材料界面黏结系数越大,则应变传递性能越好;围压对应变传递特性的影响则取决于回填材料与地层参数之间的相对关系。最后,采用苏州盛泽地面沉降光纤监测数据验证了该评价方法的有效性。研究结果为钻孔地层剖面的全剖面、精细化分布式光纤监测提供了理论依据。

论文目录

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张诚成,施斌,朱鸿鹄,魏广庆

关键词: 地层变形,分布式光纤感测技术,耦合性,界面抗剪强度,应变传递

来源: 岩土工程学报 2019年09期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 地质学,工业通用技术及设备

单位: 南京大学地球科学与工程学院,加州大学伯克利分校土木与环境工程系,苏州南智传感科技有限公司

基金: 国家重大科研仪器研制项目（41427801）,国家自然科学基金重点项目（41230636）,江苏省研究生科研与实践创新计划项目（KYCX17_0031）,南京大学博士研究生创新创意研究计划项目（CXCY17-24）,国家留学基金项目（201706190165）

分类号: P642.26

页码: 1670-1678

总页数: 9

文件大小: 1016K

下载量: 479

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