摘要：针对模型实验内部关键点的应变测量,设计并制作了光栅-相似材料传感器,与传统的应变砖法中,将光栅粘贴在立方体试件表面相比,该文将光栅埋入相似材料立方体试件内部,以消除边界效应的影响。通过对比实验,研究去涂覆层光栅在相似材料中的布设工艺,为验证所设计传感器应用于模型实验内部应变测量的可靠性,基于圣维南定理,将传感器埋入一边长是其3倍大的相似材料试件中心,以此在模拟实验中有围压的条件及消除边界效应的影响,实验结果验证了测量结果的可靠性。

摘要：应用光纤传感技术测量模型相似材料内部应变,必须解决光纤与相似材料耦合的问题。传统的研究中普遍存在应变传递理论分析结果无法通过试验检验的问题。设计实现了一种基于光纤-胶体-相似材料3层应变传递结构的光纤Bragg光栅(FBG)相似材料一维传感器。通过对该传感器应变传递特性和标定方法的研究探索解决光纤与相似材料耦合性的问题。该传感器采用无涂覆层的光纤Bragg光栅作为传感元件,将光纤埋入相似材料应变试件内部直接测量轴向中心应变。通过应变传递理论分析、数值模拟以及全新设计的标定试验研究3种方法研究了该相似材料光栅传感器的应变传递特性。平均应变传递率结果显示3种方法所得到的数值非常接近,表明该传感器的光纤、胶体、相似材料具有良好的耦合性以及应变测量的准确性。该方法为解决模型相似材料内部三维应变测量提供了可行方案。

摘要：为解决地下工程模型试验中应变无法量化分析的问题,以四川省九寨沟县青龙水电站引水隧洞为工程背景,设计并制作了隧洞模型试件,将分布式光纤和光栅传感器埋设于模型试件中进行隧洞模拟开挖试验,通过实验对比两种光纤传感技术,同时,探索出一种地质力学模型试验应变量测的可行方法,为研究地下工程的施工开挖及变形破坏提供参考。测量隧洞开挖前、开挖时、开挖后试件内部的应变,分析了其应变变化规律。实验结果表明,分布式光纤与光栅传感器测得应变值相近,说明了标定试验结果的准确性及分布式光纤在模型试验中的适用性,分布式光纤传感器能够真实地反应模型试件内光纤沿线的应变分布,及时准确地测量模型在加压作用和隧洞开挖过程中的应变分布情况。