[发明专利]基于分布式光纤传感监测技术的路基沉降监测装置及方法

说明书

本发明提供一种基于分布式光纤传感监测技术的路基沉降监测装置及方法，包括若干盒式箱体、固定圆滑钢管、第一可移动圆滑钢管、第二可移动圆滑钢管以及第一光纤、第二光纤，在路基填筑的过程中，设置合理的间距将第一光纤和第二光纤通过各个盒式箱体连接形成一条完整的线路，利用光纤的分布式、高精度等特点可监测整条分布式光纤线路上的应变情况，同时也可计算出各个盒式箱体的沉降值，即路基的沉降值。本发明避免了路基沉降监测中点式监测方法的复杂性，同时不需要人为的一次次移动位置，通过设计合理的光纤路线，可形成路基监测网，依靠监测网可得到大范围内的路基沉降变形情况，大大提高了路基监测效率。

技术领域

本发明涉岩土工程监测及光纤应用技术领域，尤其涉及一种基于分布式光纤传感监测技术的路基沉降监测装置及方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展，公路及铁路的建设是促进经济发展必不可少的条件，各种道路成长的状况体现着一个国家和区域的交通发展水平，同时也呈现着一个国家经济的整体状态。公路及铁路对大城市和大中城市起着衔接作用，对沿海港口城市和内陆省会城市起沟通作用，而在道路的建设过程中，路基的沉降变形不可避免的成为主要考虑解决的因素，若路基沉降在施工或使用过程中未加以预测或预测不当，就会施工期间时常出现路堤滑塌等事故，严重时会影响施工进度，或给工程质量留下隐患。因此有必要对路基的沉降变形进行监测分析。

在工程施工中路基沉降的监测方法有很多，目前常用的是常规的沉降板监测法，除此之外，工程中常用的沉降监测方法还有监测桩测量法、水准仪测量法以及剖面沉降仪测量法等。传统的监测方法技术成熟、操作简单，但是也容易受外界影响，且传统的监测方法工作量大，只能监测到某一点或某一位置的沉降变形。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于分布式光纤传感监测技术的路基沉降监测装置及方法，用于实时地、高精度地监测路基的沉降变形情况。本发明采用的技术方案是：

基于分布式光纤传感监测技术的路基沉降监测装置，包括若干盒式箱体以及设于盒式箱体内的固定圆滑钢管、第一可移动圆滑钢管、第二可移动圆滑钢管和第一光纤、第二光纤，所述盒式箱体为双层结构，且双层结构间充填有恒温绝热材料，所述盒式箱体的顶面和底面的中心上分别开设有第一钢管孔和第二钢管孔，所述第一钢管孔两侧设有第一导轨，所述第二钢管孔两侧设有第二导轨，且所述第一导轨和第二导轨分别位于所述盒式箱体的顶面和底面中心线上，所述固定圆滑钢管通过第一钢管孔和第二钢管孔与所述盒式箱体贯穿连接，所述第一可移动圆滑钢管和第二可移动圆滑钢管左右对称地设于所述固定圆滑钢管的两侧，且第一可移动圆滑钢管和第二可移动圆滑钢管的两端分别与第一导轨和第二导轨固定连接，所述固定圆滑钢管、第一可移动圆滑钢管和第二可移动圆滑钢管的上下方均设有夹具，所述第一光纤和第二光纤通过所述夹具呈双锯齿状布设。

进一步地，所述盒式箱体的左侧上下方分别开设有第一穿线孔和第二穿线孔，所述盒式箱体的右侧上下方分别开设有第三穿线孔和第四穿线孔。

进一步地，所述第一光纤和第二光纤的布设方式具体为：所述第一光纤通过盒式箱体的第三穿线孔进入所述盒式箱体并从第一穿线孔出来，且通过所述夹具依次与所述第二可移动圆滑钢管、固定圆滑钢管、第一可移动圆滑钢管连接并呈V型排布，所述第二光纤通过盒式箱体的第四穿线孔进入所述盒式箱体并从第二穿线孔出来，且通过夹具依次与所述第二可移动圆滑钢管、固定圆滑钢管、第一可移动圆滑钢管连接并呈倒V型排布。

进一步地，所述固定圆滑钢管在所述盒式箱体外面的部分设置有螺纹结构。

进一步地，所述夹具包括圆滑钢管夹具、光纤夹具、圆滑钢管穿孔、光纤穿孔、若干螺丝和螺帽，所述圆滑钢管夹具通过所述螺丝和螺帽来夹紧穿过所述圆滑钢管穿孔的固定圆滑钢管、第一可移动圆滑钢管和第二可移动圆滑钢管，所述光纤夹具通过所述螺丝和螺帽来夹紧穿过所述光纤穿孔的第一光纤、第二光纤。

进一步地，所述圆滑钢管穿孔和光纤穿孔中均设有橡胶环，所述橡胶环用于增加摩擦，防止所述夹具和第一光纤、第二光线发生滑移。