光纤单孔分层沉降监测装置及其监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种光纤单孔分层沉降监测装置，属于地质灾害监测领域，包括首尾相连且分别设于不同深度地层内的多个圆筒、分别设于圆筒内壁的多个光纤光栅传感器阵列、与光纤光栅传感器阵列连接的解调设备和数据处理模块以及填充介质；光纤光栅传感器阵列包括分别设于圆筒内且通过一根光纤串联并沿圆筒轴向分布的多个光纤光栅传感器。本发明专利技术提供的光纤单孔分层沉降监测装置结构简单，安装方便、监测成本低。本发明专利技术还提供一种光纤单孔分层沉降监测方法，包括钻植入孔、将圆筒植入植入孔并使圆筒与每一个层位一一对应、使圆筒和地层之间耦合、获得应变信号及处理应变信号。本发明专利技术提供的光纤单孔分层沉降监测方法可实现单孔不同层位沉降的分布式监测。

【技术实现步骤摘要】
光纤单孔分层沉降监测装置及其监测方法
本专利技术属于地质灾害监测
，更具体地说，是涉及一种光纤单孔分层沉降监测装置及基于该监测装置实现的光纤单孔分层沉降监测方法。
技术介绍
社会经济的发展带来了国家基础设施投资建设的热潮，与此同时，岩土工程、矿山开采等安全问题也引起了人们的高度关注。矿物开采引发的地层沉陷、岩土工程结构的沉降和坍塌等工程事故的发生往往伴随着重大人员伤亡和巨额经济损失，造成了极坏的社会影响。另外，随着众多高速铁路线路相继开通，高铁等交通基础建设项目向湿陷等复杂恶劣地质环境发展的趋势明显，而地表的少许变形(例如沉降)都会对高速行驶的列车产生较大扰动。地表沉降是深部不同地层沉降变形积累叠加的宏观表现，不同层位地层的沉降变形不仅威胁着穿越该地层构筑物的安全，同时也会给地面工程结构带来不安全因素。现有的分层沉降监测往往采取多孔监测方法，每个孔位对应不同深度；多孔监测造成了施工工作量大，仪器设备分散，监测成本上升。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光纤单孔分层沉降监测装置，以解决现有技术中存在的多孔监测施工复杂、设备分散、成本高的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.光纤单孔分层沉降监测装置，通过植入孔植入地层内，其特征在于：包括首尾相连且分别设于不同深度地层内的多个圆筒、分别设于多个所述圆筒内壁的多个光纤光栅传感器阵列、与所述光纤光栅传感器阵列连接的解调设备和数据处理模块以及用于填充所述圆筒和所述植入孔之间空隙的填充介质；所述光纤光栅传感器阵列包括分别设于多个所述圆筒内且通过一根光纤串联并沿所述圆筒轴向分布的多个光纤光栅传感器，所述光纤与所述解调设备和数据处理模块连接。

【技术特征摘要】
1.光纤单孔分层沉降监测装置，通过植入孔植入地层内，其特征在于：包括首尾相连且分别设于不同深度地层内的多个圆筒、分别设于多个所述圆筒内壁的多个光纤光栅传感器阵列、与所述光纤光栅传感器阵列连接的解调设备和数据处理模块以及用于填充所述圆筒和所述植入孔之间空隙的填充介质；所述光纤光栅传感器阵列包括分别设于多个所述圆筒内且通过一根光纤串联并沿所述圆筒轴向分布的多个光纤光栅传感器，所述光纤与所述解调设备和数据处理模块连接。2.如权利要求1所述的光纤单孔分层沉降监测装置，其特征在于：所述圆筒为不锈钢构件，所述圆筒的壁厚为0.5-2mm。3.如权利要求1所述的光纤单孔分层沉降监测装置，其特征在于：所述光纤光栅传感器阵列设有四个，其中三个所述光纤光栅传感器阵列间隔90°分布于所述圆筒内壁，另一个所述光纤光栅传感器阵在所述圆筒内壁悬空设置；通过间隔180°的光纤光栅传感器阵列布设，实现弯曲矫正；同时，通过间隔90°的光纤光栅传感器阵列，判断出产生挤压弯曲的方向；通过悬空的光纤光栅传感器阵列实现温度感测和补偿。4.如权利要求1所述的光纤单孔分层沉降监测装置，其特征在于：所述填充介质为水泥砂浆。5.如权利要求4所述的光纤单孔分层沉降监测装置，其特征在于：所述圆筒从上至下依次分布有第一连接区、圆筒用于使所述填充介质灌入并用于使所述圆管与周围土体协调变形的固结区、用于容纳所述光纤光栅传感器的传感区及第二连接区，所述圆筒的第二连接区通过连接头与相邻的所述圆筒的第一连接区固接，所述传感区内的光纤光栅采用长标距方式封装，用于感测对应区域圆筒的平均应变。6.如权利要求5所述的光纤单孔分层沉降监测装置，其特征在于：所述固结区包括与所述圆筒内壁密封连接且位于所述第一连接区下方的第一密封层、与所述圆筒内壁密封连接且位于所述传感区上方的第二密封层、设于所述圆筒侧壁上...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峰，赵维刚，许红彬，张文涛，杜彦良，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：河北,13