[发明专利]一种基于分布式光纤埋设的机场道基沉降监测结构和方法

说明书

本发明涉及道路工程领域，特别是涉及一种基于分布式光纤埋设的机场道基沉降监测结构和方法。本发明所提供的基于分布式光纤埋设的机场道基沉降监测结构，包括机场道面，机场道面包括路面层和道基层，道基层中设有机场道基沉降监测系统，机场道基沉降监测系统包括温度补偿光缆、金属基索状光缆、整体沉降测量仪和单点沉降测量仪，温度补偿光缆、金属基索状光缆和整体沉降测量仪的延伸方向一致，单点沉降测量仪位于整体沉降测量仪的延伸方向上，金属基索状光缆直线延伸，温度补偿光缆非直线延伸。本发明所提供的基于分布式光纤埋设的机场道基沉降监测结构，实现对道基沉降的远距离、无损耗、抗干扰、连续性、智能化监测。

技术领域

本发明涉及道路工程领域，特别是涉及一种基于分布式光纤埋设的机场道基沉降监测结构和方法。

背景技术

在机场工程中，需要对道基沉降进行监测，以防止过大的差异沉降引起跑道结构破坏，危害飞机起降的安全平顺和机场设施的长效耐久。地基沉降监测主要通过在地基各层中埋设监测仪器，根据实测数据得到地基的沉降变形，并预测未来的发展趋势。目前，地基沉降监测的主要方法有沉降板法、水准测量法、监测桩法等。传统的沉降监测方法多为点式监测，“以点代面”存在误差，难以全面有效地表征地基的沉降状况，同时存在现场工作量大、自动化水平低、埋设方案繁琐、施工易受干扰等问题。研发一种对工作区域内地基沉降的大范围、自动化、实时性、高精度监测方法迫在眉睫。

分布式光纤作为一种新型传感材料，既是传感介质，又是传输通道，在气候状况多变、地质条件复杂的工作环境中，相对于其它传统的传感材料具有明显优势，可实现远距离、无损耗、抗干扰、连续性、智能化监测。通过监测分布式光纤中布里渊散射光频率的改变，可以确定待测部位的应变并计算得到变形，进而实现地基沉降的大范围自动化监测。目前在地基沉降监测的应用中，分布式光纤主要采用竖向拉伸的方式(直埋式)，虽然能够对埋设点位的地基分层沉降进行较为精准的监测，但从沉降待测区域的平面维度来看，仍然属于点式监测的范畴。分布式光纤的横向埋设缺乏应变-位移解析方法，目前还没有在工程中广泛应用的先例。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于分布式光纤埋设的机场道基沉降监测结构和方法，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种基于分布式光纤埋设的机场道基沉降监测结构，包括机场道面，所述机场道面包括路面层和道基层，所述道基层中设有机场道基沉降监测系统，所述机场道基沉降监测系统包括温度补偿光缆、金属基索状光缆、整体沉降测量仪和单点沉降测量仪，所述温度补偿光缆、金属基索状光缆和整体沉降测量仪的延伸方向一致，所述单点沉降测量仪位于整体沉降测量仪的延伸方向上，所述金属基索状光缆直线延伸，所述温度补偿光缆非直线延伸。

在本发明一些实施方式中，所述道基层中设有多个机场道基沉降监测系统。

在本发明一些实施方式中，按机场跑道的延伸方向，所述温度补偿光缆、金属基索状光缆和整体沉降测量仪均为横向埋设。

在本发明一些实施方式中，所述机场道基沉降监测系统包括多个单点沉降测量仪，所述单点沉降测量仪在整体沉降测量仪的延伸方向上均匀分布。

在本发明一些实施方式中，单位宽度的机场道面中，所述温度补偿光缆的长度为金属基索状光缆的长度的1.05～1.20倍。

在本发明一些实施方式中，所述温度补偿光缆包括第一光纤本体和用于包裹第一光纤本体的第一光缆外套。

在本发明一些实施方式中，金属基索状光缆包括第二光纤本体和用于包裹第二光纤本体的第二光缆外套。

在本发明一些实施方式中，所述温度补偿光缆、金属基索状光缆、整体沉降测量仪和单点沉降测量仪填埋于细砂中。

在本发明一些实施方式中，所述温度补偿光缆、金属基索状光缆、整体沉降测量仪和单点沉降测量仪上覆盖有回填原状土。