光纤光栅技术在岩体变形测试中的应用研究【毕业论文】.doc

图书分类号： 密 级： 毕业设计(论文) 题目：光纤光栅技术在岩体变形测试中的应用研究 Research on Application of Fiber Grating Technology in The Deformation of Rock Mass 学生姓名 班 级 学院名称 专业名称 防灾减灾工程及防护工程学位论文原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名： 　　 　　日期： 　 年 　月　 　日 学位论文版权协议书 本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 论文作者签名： 　　 导师签名： 　　 日期： 　　 年 　月　 　日 日期： 　 年 　月　 　日 论文题目：光纤光栅技术在岩体变形测试中的应用研究 专 业：防灾减灾工程及防护工程 硕 士 生： （签名） 指导教师： （签名） 摘 要 煤矿事故，这些事故不仅造成了大量的人员伤亡和巨额的经济损失，而且产生了负面的社会影响。如果采用有效的监测手段，能为工程岩体及大型的土工工程结构的安全状况、修复和控制损伤提供科学依据，从而进行有效的评定，把地质灾害带来的损失降低到最小程度。 本文鉴于光纤光栅传感技术的独特优点及其广阔的应用前景，基于离散点平面曲率的形状重建算法，进行了岩体内部变形的形状感知；借助于该项技术检测岩体的变形破坏过程，研究了适合于岩体的光纤光栅检测方法，对于提高人们对岩石力学行为及其变形破坏机理的认知具有非常重要的现实意义。 首先，基于光纤光栅的基本结构及传感原理，通过探讨分析光纤光栅在轴向应力下和温度下的传感特性，研究了交叉敏感问题的产生机理，揭示了解决光纤光栅应变—温度交叉敏感问题的必要性。 其次，探讨了岩石的变形过程及光纤光栅的检测方法，给出了平面曲线下细长柔性杆形状的重建方法，通过进行光纤光栅大曲率传感的标定实验，得出理论上传感器到中性面的距离。 然后，开展光纤传感器在相似材料中的传感试验，由温度补偿后的波长漂移量计算各个光栅点的曲率半径，得到光纤光栅在工作面推进到不同时期的曲线变化形状，能够综合反映水平方向上的移动量和竖直方向上的沉降量，为光纤光栅传感器在地下工程中的监测点轨迹图像重建提供了很好的理论基础和实验实例。 最后，确定煤岩体中的结构面和节理的分布形态和不连续面的力学强度参数，根据实验中所模拟的现场条件，应用MIDAS/GTS软件建立200 m×150 m的二维模型进行数值模拟，比较模拟得到的岩层内部应力与物理实验得到的光纤光栅的变形曲线，结果发现其变化趋势是一致的。 关 键 词：岩体变形；光纤光栅；相似模拟试验；温度补偿；平面曲线重建 研究类型：应用研究Subject : Research on Application of Fiber Grating Technology in The Deformation of Rock Mass Specialty : Disaster Prevention and Reduction Protection Engineering Name : *** （Signature） Instructor: （Signature） ABSTRACT Coal mine accidents happen in our country, these accidents not only caused a large number of casualties and huge economic losses, but also has a very negative social influence.