《基於分散式光纖感測原理的土工膜破損定位方法》是依託昆明理工大學，由楊華舒擔任項目負責人的地區科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於分散式光纖感測原理的土工膜破損定位方法
- 項目類別：地區科學基金項目
- 項目負責人：楊華舒
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我國是堤壩病險工程最多的國家，每年都耗費巨資用於除險加固。滲透破壞是堤壩潰塌的最主要原因，土工膜是各國規範推薦的柔性廉價防滲材料，在多地震地區、尤其在喀斯特地貌區域幾乎是首選材料。水利部曾組織多個土工膜防滲的示範推廣工程，然而內置土工膜遭受損傷後很難及時察覺和準確定位，這一缺陷導致搶修時間喪失、使得撕裂和滲透破壞急劇擴展，因此土工膜的套用一直受到很大的制約。. 本項目引入成熟的光譜分析和分散式光纖感測理論，討論細柔光纖對築壩材料的加筋或擾動作用，研究土工膜破損導致光纖變形或斷路、或導致溫變的檢測方法，結合光纖土工膜創新和防滲鋪設研究，從根本上解決防滲內置土工膜破損後的及時報警和定位難題。已申請2項發明專利，初步試驗表明：本方法的定位精度優於0.5m，足以滿足相關要求。本項研究對於提高土工膜的安全性能、增加壩坡的穩定性、改善防滲體的性價比、明顯節約堤壩的除險加固費用等均有重大意義。
結題摘要
土壩內置的防滲土工膜破損後很難及時察覺和準確定位，這一缺陷導致搶修時間喪失、使得潰壩風險劇增，因此土工膜的套用一直受到很大的制約。基於分散式光纖感測原理，從根本上解決內置土工膜破損後的及時報警和定位難題。分析了光纖的加筋效果及其與紅土結構的親和性，發明了光纖土工膜，檢驗了膜-土聯合抗震的防滲狀況，對光纖土工膜進行了監測設計和應力仿真模擬。採用分散式光纖拉曼光子感測理論和布里淵光時域反射理論進行分項試驗和模型試驗，分別研究了溫差法和應變對比法，建立了以分散式光纖監測土工膜、並對破膜及時定位告警的新技術。重點解決了監測數據的分析模式、告警閾值、光纖長度與平面坐標的轉換、溫差和應變判據互補等關鍵問題。經過試驗分析，提出了2種溫變閾值和3種應變閾值，設計了測點坐標的具體轉換步驟。以測點的溫度自比、相鄰各測點溫度互比、相鄰各測點應變增量互比、應變值衰減核對等5重參數，聯合判斷並確定破膜位置。研究成果對於提高土工膜的安全性能、增加壩坡的穩定性、改善防滲體的性價比等均有重大意義。獲得的各種數據還可為其它監測技術的研究完善提供參考。
