[发明专利]土石结构体材料性态转移辨识系统及方法

权利要求书

1.一种土石结构体材料性态转移辨识系统，其特征在于：包括载纤钢桶，所述载纤钢桶的中心设有内穿芯槽，在载纤钢桶内沿内穿芯槽的中心圆周分布有至少三个温感孔，温感孔内安装有温度监测用传感光纤，在载纤钢桶的外表面圆周分布有至少三个应变装夹装置，应变装夹装置上装夹有应变感测部件。

2.根据权利要求1所述的土石结构体材料性态转移辨识系统，其特征在于：所述应变感测部件包含固定在载纤钢桶上的安装凸台，安装凸台上设有卡纤孔，卡纤孔内安装有应变监测用传感光纤。

3.根据权利要求1所述的土石结构体材料性态转移辨识系统，其特征在于：所述温感孔有四个，沿内穿芯槽的中心圆周均布。

4.一种如权利要求1至3任一项所述的土石结构体材料性态转移辨识系统的辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，在温感孔内布设温度监测用传感光纤；

第二步，基于待监测体中骨架的位置与尺寸，配备内穿芯槽，待内穿芯槽配置到待测土石结构内的布设路线中，基于布设路线，将配置好的载纤钢桶埋设到待测土石结构中，完成单元体层面性态监测装置的布设与安装；

第三步，选取本体和层面为单元体；层面的弹性模量为E_a，层面的泊松比为μ_a，层面的温度线膨胀系数为α_a，层面的比热为C_a，层面的密度为ρ_a，层面的体积为V_a，层面的等效厚度为b_a；本体的弹性模量为E_c，本体的泊松比为μ_c，本体的温度线膨胀系数为α_c，本体的比热为C_c，本体的密度为ρ_c，本体的体积为V_c，本体的厚度为b_c，单元体的厚度为B＝b_a+b_c，单元体x方向和y方向均取单位长度；

第四步，在竖向方向上对单元体进行材料特性参数等效分析：根据能量守恒和热力学知识可知，可得到土石结构单元体竖向热力学等效参数，单元体竖向等效温度变化：单元体竖向等效比热单元体竖向等效温度线膨胀系数：其中，ΔT_a为温度监测用传感光纤监测层面的温度变化，ΔT_c为温度监测用传感光纤监测本体的温度变化；

第五步、在横向方向上对单元体进行材料特性参数等效分析：可以求得单元体横向等效温度线膨胀系数：

其中，△T为单元体的温度变化，C_l为单元体横向等效比热，α_l为单元体横向等效温度线膨胀系数，σ_ax为层面在横向上产生的附加应力，σ_cx为本体在横向上产生的附加应力，通过以上步骤的操作，实现了土石结构材料特性参数获取过程。