一种基于BOTDR技术的承载式机场道基沉降监测结构制造技术

本实用新型专利技术涉及道路工程领域，特别是涉及一种基于BOTDR技术的承载式道基沉降监测结构。本实用新型专利技术提供一种基于BOTDR技术的承载式道基沉降监测结构，包括道面本体，所述道面本体包括路面层和道基层，所述道基层中设有道基沉降监测系统，所述道基沉降监测系统包括第一光缆、第二光缆、承载件和单点沉降测量仪。本实用新型专利技术所提供的基于BOTDR技术的承载式道基沉降监测结构，有别于传统的点式监测方法，采用分布式光纤作为传感介质与传输通道，将光缆固定在测试管的上下两侧，随着土体的不均匀沉降，测试管发生沉降与弯曲，并直观反映到贴于测试管上下两侧的光缆上，且不受温度等环境因素的影响。素的影响。素的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BOTDR技术的承载式机场道基沉降监测结构


[0001]本技术涉及道路工程领域，特别是涉及一种基于BOTDR技术的承载式道基沉降监测结构。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种基于BOTDR技术的承载式道基沉降监测结构和方法，用于解决现有技术中的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本技术一方面提供一种基于BOTDR技术的承载式道基沉降监测结构，包括道面本体，所述道面本体包括路面层和道基层，所述道基层中设有道基沉降监测系统，所述道基沉降监测系统包括第一光缆、第二光缆、承载件和单点沉降测量仪，所述第一光缆、第二光缆和承载件的延伸方向一致、且所述第一光缆和第二光缆贴合于承载件的表面，所述单点沉降测量仪在承载件的延伸方向上分布，所述第一光缆、第二光缆和承载件直线延伸。
[0006]在本技术一些实施方式中，所述道基层中设有多个道基沉降监测系统。
[0007]在本技术一些实施方式中，按道面本体的延伸方向，所述第一光缆、第二光缆和承载件均为横向埋设。
[0008]在本技术一些实施方式中，所述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承载件的延伸方向上均匀分布。
[0009]在本技术一些实施方式中，所述第一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；
[0010]所述第二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。
[0011]在本技术一些实施方式中，所述第一光缆和第二光缆分别对称地位于承载件的上方和下方。
[0012]在本技术一些实施方式中，所述第一光缆、第二光缆、承载件和单点沉降测量仪填埋于细砂中；
[0013]所述第一光缆、第二光缆、承载件和单点沉降测量仪上覆盖有回填原状土。
[0014]在本技术一些实施方式中，所述承载件为柔性材料；
[0015]所述承载件的外径为5～10cm；
[0016]所述承载件的形状为柱形。
[0017]在本技术一些实施方式中，还包括BOTDR分布式传感器，所述BOTDR分布式传感器分别与各光缆中的光纤相连。
[0018]在本技术一些实施方式中，所述道基选自机场道基。
附图说明
[0019]图1显示为本技术所提供的道基沉降监测结构在未沉降情况下的示意图。
[0020]图2显示为本技术所提供的道基沉降监测结构在发生沉降情况下的示意图。
[0021]元件标号说明
[0022]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
道面本体
[0023]11
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路面层
[0024]12
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道基层
[0025]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
道基沉降监测系统
[0026]21
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第一光缆
[0027]22
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第二光缆
[0028]23
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承载件
[0029]24
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单点沉降测量仪
[0030]25
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光纤解调仪
具体实施方式
[0031]本技术专利技术人经过大量实践研究，提供了一种基于BOTDR技术的承载式道基沉降监测结构和方法，所述监测结构和方法可以实现对道基(例如，机场道基等)沉降的大范围、自动化、实时性、高精度监测，对于可能损害道面结构强度、威胁载具(例如，飞机等)安全的差异沉降及时预警，在此基础上完成了本技术。
[0032]本技术第一方面提供一种基于BOTDR技术的承载式道基沉降监测结构，如图1和图2所示，包括道面本体1，所述道面本体1包括路面层11和道基层12，所述道基层12中设有道基沉降监测系统2，所述道基沉降监测系统2包括第一光缆21、第二光缆22、承载件23和单点沉降测量仪24，所述第一光缆21、第二光缆22和承载件23的延伸方向一致、且所述第一光缆21和第二光缆22贴合于承载件23的表面，所述单点沉降测量仪24在承载件23的延伸方向上分布，所述第一光缆21、第二光缆22和承载件23直线延伸。道面本体1的路面层11通常
可以进一步包括面层、基层、垫层，道基沉降监测系统2通常位于道基层12中，第一光缆21、第二光缆22和承载件23的直线延伸通常指第一光缆21和第二光缆22在埋设时粘贴于按一定方向直线延伸的承载件23表面，并使其处于绷直的状态，从而可以使第一光缆21和第二光缆22在道基层12中直线延伸，实现对微小竖向变形(如图2中箭头方向所示)的有效感知。第一光缆21可以测量承载件23上表面的应变量，第二光缆22可以测量承载件23下表面的应变量，第一光缆21和第二光缆22应变量的差值，即可对应获得道基的相对沉降距离。单点沉降测量仪24则位于承载件23的延伸方向上，单点沉降测量仪24可以获得特定测量点的道基本身的绝对沉降距离，并可以根据道基本身上各处相对于上述特定测量点的相对差值(相对沉降距离)，获悉道基本身各处实际上相对于原有路面的真实沉降距离。
[0033]本技术所提供的基于BOTDR技术的承载式道基沉降监测结构中，第一光缆21、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于BOTDR技术的承载式道基沉降监测结构，其特征在于，包括道面本体(1)，所述道面本体(1)包括路面层(11)和道基层(12)，所述道基层(12)中设有道基沉降监测系统(2)，所述道基沉降监测系统(2)包括第一光缆(21)、第二光缆(22)、承载件(23)和单点沉降测量仪(24)，所述第一光缆(21)、第二光缆(22)和承载件(23)的延伸方向一致、且所述第一光缆(21)和第二光缆(22)贴合于承载件(23)的表面，所述单点沉降测量仪(24)在承载件(23)的延伸方向上分布，所述第一光缆(21)、第二光缆(22)和承载件(23)直线延伸。2.如权利要求1所述的基于BOTDR技术的承载式道基沉降监测结构，其特征在于，所述道基层(12)中设有多个道基沉降监测系统(2)。3.如权利要求1所述的基于BOTDR技术的承载式道基沉降监测结构，其特征在于，按道面本体的延伸方向，所述第一光缆(21)、第二光缆(22)和承载件(23)均为横向埋设。4.如权利要求1所述的基于BOTDR技术的承载式道基沉降监测结构，其特征在于，所述道基沉降监测系统(2)包括多个单点沉降测量仪(24)，所述单点沉降测量仪(24)在承载件(23)的延伸方向上均匀分布。5.如权利要求1所述的基于B...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌建明，杨毅杰，钱劲松，方意心，张家科，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：新型
国别省市：