关于DOFS的水位变化下土质边坡模型稳定性试验研究.pdf

－ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｇｅｏｌｏｇｙ　　工程地质学报　　１００４ ９６６５／２０１４／２２（６）１２６３０８ ＤＯＩ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０１４．０６．０３４ 基于ＤＯＦＳ 的水位变化下土质边坡模型稳定性试验研究 ① ① ① ① ①② 严臖凡 　朱鸿鹄 　施　斌 　王宝军 　王　静 （ 南京大学地球科学与工程学院　南京　２１００９３） ① （ 山东大学控制科学与工程学院　济南　２５００６１） ② 摘　要　作为实现分布式监测技术（ＤＯＦＳ）的重要手段，光纤感测技术近年来得到了迅速的发展。这一技术在地质灾害和岩 土工程监测领域有着巨大的应用潜力。本文基于布里渊光时域分析（ＢＯＴＤＡ）和布喇格光栅（ＦＢＧ）两种感测技术，设计了土 质边坡稳定性分布式监测室内模型。通过模型试验，重点研究了水位变化作用下土质边坡内部应力分布以及边坡的破坏过 程，根据ＦＢＧ与ＢＯＴＤＡ 的应变数据，对土质边坡稳定性进行了评价，验证了ＢＯＴＤＡ和ＦＢＧ分布式光纤感测技术应用于土质 边坡变形监测的可行性。研究成果对于光纤分布式感测技术的应用研发和在多场作用下的土质边坡稳定性分析具有重要的 意义。 关键词　土质边坡　分布式感测技术　模型试验　稳定性评价 中图分类号：ＴＵ４７　　文献标识码：Ａ ＭＯＤＥＬ ＴＥＳＴ ＯＦ ＳＯＩＬ ＳＬＯＰＥ ＳＴＡＢＩＬＩＴＹ ＷＩＴＨ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＥＤ ＯＰＴＩＣＡＬ ＦＩＢＥＲ ＳＥＮＳＩＮＧ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ① ① ① ① ①② ＹＡＮ Ｊｕｎｆａｎ 　ＺＨＵ Ｈｏｎｇｈｕ 　ＳＨＩ Ｂｉｎ 　ＷＡＮＧ Ｂａｏｊｕｎ 　ＷＡＮＧＪｉｎｇ （ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＥａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００９３） ① （②Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＣｏｎｔｒｏｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ　２５００６１） Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ａｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍｅａｎｓ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｓｅｎｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｒａｐｉｄｌｙ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ．Ｔｈｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｓ ａ ｇｒｅａｔ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ａ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｓｏｉｌ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｓｅｎｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ（ＢＯＴＤＡ）ａｎｄ Ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ（ＦＢＧ）．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｔｅｓｔ，ｔｈｅ ｓｔｒａｉｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｆａｉｌｕｒｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｂｙ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄａｔａ ｏｆ ＦＢＧ ａｎｄ ＢＯＴＤＡ，ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆｓｏｉｌ ｓｌｏｐｅ ｉｓｅｖａｌｕａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆＢＯＴＤＡ ａｎｄ ＦＢＧｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓｅｎｓｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｆｏｒ ｓｌｏｐｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｈａｖｅ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｆｏｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｆｉｂｅｒ ｓｅｎｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆｓｏｉｌ ｓｌ