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土體壓縮會(huì)引起地面沉降,從而對(duì)環(huán)境造成巨大危害,如海水倒灌,加劇土壤鹽堿化,房屋開(kāi)裂破壞,威脅地下構(gòu)筑物的安全等。OFDR光頻域光纖傳感技術(shù)憑借其高精度、分布式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)優(yōu)勢(shì),可對(duì)土體模型試樣壓縮過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè),為土體壓縮變形理論提供依據(jù)。

室內(nèi)三軸壓縮試驗(yàn)

將傳感光纜固定在底面積為30.9cm2的雙瓣膜制樣器中間,通過(guò)分層充填和擊實(shí)制備三軸砂土試樣。

圖(1)改進(jìn)的三軸壓縮試驗(yàn)裝置


(a) 圍壓100kPa

(b) 圍壓400kPa (加載至破壞)

圖(2)一定圍壓下光纖沿試樣高度方向的軸向應(yīng)變隨軸壓的變化

由上圖可以看出,光纖的應(yīng)變分布并不均勻,試樣中部出現(xiàn)應(yīng)變集中現(xiàn)象。隨著軸向偏應(yīng)力的增大,應(yīng)變集中區(qū)域逐步擴(kuò)展,峰值應(yīng)變的增長(zhǎng)速率越來(lái)越快,明顯高于試樣其他部位,表明該區(qū)域的壓縮變形較大。(OFDR應(yīng)用于土體壓縮變形監(jiān)測(cè))

由光纖應(yīng)變分布計(jì)算得到的光纖變形和試樣變形具有良好的線性關(guān)系,驗(yàn)證了分布式光纖傳感測(cè)試技術(shù)用于土體壓縮變形監(jiān)測(cè)的可行性,為后續(xù)其他場(chǎng)景 下的土體壓縮模型監(jiān)測(cè)提供了新思路。