[发明专利]基于分布式光纤应变传感技术的地基沉降监测系统及方法

权利要求书

1.一种基于分布式光纤应变传感技术的地基沉降监测系统，其特征在于：包括倾斜设于地基内的光纤应变传感器和与光纤应变传感器相连的分布式光纤应变采集仪，通过分布式光纤应变采集仪采集倾斜设置的光纤应变传感器上的应变，通过地基沉降与应变之间的转换关系式计算地基沉降，公式如下：

S（j）表示第j次测量后地基沉降；L表示光纤应变传感器的总长度；C表示光纤应变传感器的采样间隔；表示第j次测量时，光纤应变传感器上第i段光纤的相对应变；θ表示光纤植入的倾斜角度，即光纤应变传感器与水平面的夹角。

2.根据权利要求1所述基于分布式光纤应变传感技术的地基沉降监测系统，其特征在于：还包括用于温度补偿的光纤温度传感器，所述光纤温度传感器与光纤应变传感器一起设置于地基中，并且一起接入分布式光纤应变采集仪，所述表示第j次测量时，光纤应变传感器上第i段光纤考虑温度影响的相对应变。

3.根据权利要求1或2所述基于分布式光纤应变传感技术的地基沉降监测系统，其特征在于：所述光纤应变传感器通过钻孔植入地基或者附属于结构体上直接倾斜打入地基中。

4.根据权利要求3所述基于分布式光纤应变传感技术的地基沉降监测系统，其特征在于：所述光纤应变传感器通过钻孔植入时，光纤应变传感器四周的钻孔内灌浆或者填充颗粒填充物。

5.根据权利要求1或2所述基于分布式光纤应变传感技术的地基沉降监测系统，其特征在于：所述光纤应变传感器的倾斜角度θ范围为30-85度。

6.根据权利要求4所述基于分布式光纤应变传感技术的地基沉降监测系统，其特征在于：所述光纤应变传感器的倾斜角度θ范围为45-80度。

7.根据权利要求1或2所述基于分布式光纤应变传感技术的地基沉降监测系统，其特征在于：所述光纤应变传感器植入深度范围在地基沉降影响地层深度以下。

8.一种基于权利要求1所述的地基沉降监测系统的地基沉降监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、通过地质资料预估待监测区域地基沉降影响范围，包括水平方向影响范围和影响深度；

步骤二、根据可能沉降量和现场施工条件确定倾斜钻孔参数，开钻倾斜孔；

步骤三、在倾斜孔内植入光纤应变传感器和光纤温度传感器，将光纤附属于结构体上放到钻孔中，到一定深度，将结构体抽出；

步骤四、钻孔中灌入充填物，填充物为待凝固的液体或者便于填充的颗粒材料，充填物稳定后，其性质接近周围岩土介质的性质，保证光纤与周围介质协调变形；

步骤五、将光纤应变传感器和光纤温度传感器连接至分布式光纤应变采集仪，搭建好地基沉降监测系统，确定采样率，采集初始数据，校正光纤传感器植入的长度；采用与初始采集数据相同的参数按监测频率采集数据；

步骤六、按照地基沉降与应变之间的转换关系式计算第j次测量后地基沉降S（j）。

9.根据权利要求8所述的地基沉降监测方法，其特征在于：所述填充物为泥浆或者细沙。

10.根据权利要求8所述的地基沉降监测方法，其特征在于：还包括工控机，所述地基沉降与应变之间的转换关系式作为计算模型内置在工控机内，所述工控机根据分布式光纤应变采集仪采集的数据自动计算沉降量。