何 斌，何 寧, ，張中流，汪璋淳，胡德新，智月榮

(1.南京水利科學(xué)研究院 水文水資源與水利工程科學(xué)國家重點實驗室，江蘇 南京 210029；2.水利部土石壩破壞機(jī)理與防控技術(shù)重點實驗室，江蘇 南京 210029；3.南京嘉兆儀器設(shè)備有限公司，江蘇 南京 210037)

堤防、路堤、大壩變形是評價分析其工作特性和安全的重要指標(biāo)，堤壩變形通過監(jiān)測獲取，包括表面變形和內(nèi)部變形監(jiān)測，目前堤壩表面變形監(jiān)測主要采用全站儀、水準(zhǔn)儀等光學(xué)儀器監(jiān)測，其監(jiān)測技術(shù)成熟可靠；常用的內(nèi)部變形監(jiān)測設(shè)備有測斜儀、引張線水平位移計、并（串）聯(lián)式水平位移計、沉降標(biāo)、單點沉降儀、磁環(huán)式沉降儀、水管式沉降儀、靜力水準(zhǔn)儀等。上述變形監(jiān)測設(shè)備和儀器均為點式監(jiān)測技術(shù)，在堤壩變形監(jiān)測中發(fā)揮了重要的作用，但也存在多測點管理不便、布設(shè)困難等問題[1-2]。目前堤壩變形監(jiān)測主要是在代表性斷面布置監(jiān)測點進(jìn)行監(jiān)測，主要為點式監(jiān)測技術(shù)，近期變形監(jiān)測雷達(dá)技術(shù)[3]、基于數(shù)字圖像的變形監(jiān)測技術(shù)[4]和三維激光掃描等大范圍面式監(jiān)測技術(shù)[5]開始在巖土工程表面變形監(jiān)測中推廣應(yīng)用。采用活動測斜儀可實現(xiàn)堤壩地基沿深度方向水平位移的準(zhǔn)分布式監(jiān)測，活動測斜儀結(jié)構(gòu)、傳感技術(shù)、測斜管及其安裝埋設(shè)技術(shù)較成熟，基本可以滿足土木工程的沿深度方向準(zhǔn)分布式水平位移監(jiān)測要求，也可以用于堤壩沿高度方向的水平位移分布式監(jiān)測，但不能滿足堤壩內(nèi)部水平斷面變形監(jiān)測需要；采用斷面沉降儀理論上可對堤壩斷面沉降實現(xiàn)準(zhǔn)分布式測量，常用斷面沉降儀傳感器分別采用高精度角度傳感器或壓力傳感器，但由于現(xiàn)有的斷面沉降儀對其配套監(jiān)測管道環(huán)境與安裝精度要求高，斷面沉降儀在土木工程中得到良好應(yīng)用并取得可靠的堤壩斷面沉降準(zhǔn)分布式監(jiān)測成果罕見。隨著分布式光纖應(yīng)變傳感技術(shù)在土木工程監(jiān)測中的推廣應(yīng)用，基于分布式光纖的土木工程及其結(jié)構(gòu)分布式變形和受力監(jiān)測得到發(fā)展并取得了較好的研究成果[6-11]，但上述成果是分別在土木工程受力與變形的某單項指標(biāo)監(jiān)測中開展研究并進(jìn)行推廣應(yīng)用，部分為試驗研究，包括傳感光纖選型、光纖安裝埋設(shè)技術(shù)。而監(jiān)測數(shù)據(jù)計算分析技術(shù)等在內(nèi)的基于分布式光纖技術(shù)的堤壩多維變形監(jiān)測技術(shù)有待進(jìn)一步開發(fā)和深化研究。

本文基于前期試驗研究取得的基于分布式光纖監(jiān)測技術(shù)的變形監(jiān)測成果[6-9]，并根據(jù)土質(zhì)堤壩堤體結(jié)構(gòu)在一定尺度下具有較好一體性的特性，設(shè)計了堤壩內(nèi)部二維分布式變形一體化監(jiān)測的分布式光纖監(jiān)測技術(shù)傳感光纖布設(shè)方法與輔助結(jié)構(gòu)型式，試驗研究不同型式傳感光纖的適用性，基于原型堤壩通過系統(tǒng)試驗并對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提出一種土質(zhì)堤壩內(nèi)部二維變形一體化監(jiān)測技術(shù)。

1 測量輔助結(jié)構(gòu)論證試驗

為研究分布光纖傳感技術(shù)測量堤壩分布式沉降變形的測量精度和可行性，設(shè)計分別采用長18 m的C240和長192 m的C160型雙C型鋼及長18 m的20#a型槽鋼為變形分布式監(jiān)測試驗系統(tǒng)的測量結(jié)構(gòu)，將分布式傳感光纖分別粘貼于C型鋼或槽鋼的上、下內(nèi)表面，利用測得的C型鋼與槽鋼發(fā)生彎曲變形時其上、下內(nèi)表面的應(yīng)變差值數(shù)據(jù)，計算該變形測量結(jié)構(gòu)的分布式變形，試驗系統(tǒng)中變形結(jié)構(gòu)架設(shè)于高度可調(diào)節(jié)的變形調(diào)節(jié)基座上以調(diào)節(jié)測量結(jié)構(gòu)的節(jié)點沉降，試驗結(jié)果見參考文獻(xiàn)[9]，上述試驗表明借助合理的變形監(jiān)測輔助結(jié)構(gòu)，利用分布式光纖傳感技術(shù)可以滿足堤壩沉降監(jiān)測需要，其測量精度為毫米級。參考文獻(xiàn)[7]利用原型土石壩的引張線水平位移計的保護(hù)鋼管的保護(hù)及錨固結(jié)構(gòu)，完成基于分布式光纖傳感技術(shù)的壩體內(nèi)部水平位移監(jiān)測系統(tǒng)的安裝及保護(hù)，并同步開展測量試驗，其測量結(jié)果與安裝在該原型面板堆石壩的引張線水平位移計監(jiān)測結(jié)果一致性良好，且實現(xiàn)了壩體內(nèi)部水平位移全斷面分布式監(jiān)測，驗證了基于分布式光纖傳感技術(shù)的壩體內(nèi)部水平位移監(jiān)測系統(tǒng)的測量精度和可行性，其測量精度達(dá)亞毫米級。為研究分布式光纖傳感技術(shù)測量堤壩分布式側(cè)向變形的測量精度和可行性，設(shè)計采用長60 m、橫截面200 mm×200 mm的方鋼為堤壩分布式沉降監(jiān)測系統(tǒng)的輔助測量結(jié)構(gòu)，方鋼測量結(jié)構(gòu)分別設(shè)置有沉降和側(cè)向位移調(diào)節(jié)節(jié)點，試驗過程中同時調(diào)整位移調(diào)節(jié)點的沉降和側(cè)向變形，通過粘貼于方鋼上、下外表面的應(yīng)變傳感光纖測量方鋼沉降變形，并研究方鋼發(fā)生側(cè)向變形時對其沉降變形測量結(jié)果的影響，通過測量應(yīng)變傳感光纖以驗證其側(cè)向變形測量精度和可行性，并研究方鋼發(fā)生沉降變形時對側(cè)向變形測量結(jié)果的影響。介于輔助測量結(jié)構(gòu)為窄長型結(jié)構(gòu)，沉降或側(cè)向變形變化引起另一個方向?qū)ΨQ兩根光纖的應(yīng)變變化基本相同，在差值計算中能夠互相抵消，因此兩個方向的變形計算理論上不會產(chǎn)生互相干擾。方鋼驗證試驗的第1組和第6組側(cè)向位移測量結(jié)果如圖1所示。

圖1 方鋼沿線側(cè)向位移計算與實測變形對比Fig.1 Comparison between the calculated values and measured values of deformation along the square steel

驗證試驗中側(cè)向變形和沉降變形驗證試驗各完成10組，側(cè)向變形驗證時同時調(diào)整方鋼的沉降變形以研究沉降變形對側(cè)向變形監(jiān)測結(jié)果的影響，沉降變形驗證以同樣方式開展，考慮驗證試驗計算結(jié)果與實測值的對比規(guī)律基本一致，為了更清晰地展示對比結(jié)果，這里僅取出第1組和第6組的試驗結(jié)果加以說明，其驗證結(jié)果表明采用分布式光纖傳感技術(shù)監(jiān)測壩體側(cè)向變形是可行性的，測量結(jié)構(gòu)的沉降變形對其影響可忽略，其測量精度為毫米級。

2 原型試驗方案

2.1 原型試驗土堤工程概況

前期試驗和應(yīng)用研究[6-9]表明，基于分布光纖傳感技術(shù)的堤壩內(nèi)部分布式變形監(jiān)測在技術(shù)上是可行的，借助合適的變形測量輔助結(jié)構(gòu)，其三維變形精度均可達(dá)毫米級，可以滿足堤壩內(nèi)部變形監(jiān)測需要。為進(jìn)一步研究該技術(shù)在堤壩內(nèi)部二維變形監(jiān)測中的可行性并對技術(shù)進(jìn)行完善，選用南京長江濱江大道新建防洪堤開展原型試驗。

南京江北新區(qū)長江岸線濕地保護(hù)與環(huán)境提升工程中 “路堤結(jié)合”形成的濱江大道新建防洪堤，位于長江北岸寬廣的長江漫灘上。結(jié)合南京江北新區(qū)中心區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃，濱江大道新建防洪堤兼顧城市防洪、景觀休閑及區(qū)域交通等功能。在拆除現(xiàn)狀堤防的同時新建土堤，新建土堤按“路堤結(jié)合”思路進(jìn)行布置?？紤]到本項目以慢行系統(tǒng)為主，設(shè)計時考慮雙向兩車道，同時兩側(cè)對稱布置人行道路及非機(jī)動車道。防洪堤頂寬度24.0 m（=3.0 m人行道（左側(cè)）+3.0 m 非機(jī)動車道（左側(cè)）+6.0 m 機(jī)動車道+3.0 m 非機(jī)動車道（右側(cè)）+3.0 m 人行道（右側(cè)）+6.0 m（觀光綠道））。

工程區(qū)被眾多水塘、堤防和溝渠等切割，地貌形態(tài)破碎零亂，地勢低洼處為溝、塘，地勢明顯凸起處為堤防和水塘埂；地面標(biāo)高大多在5.5～7.5 m，水塘埂高程為6.0～8.0 m，水塘底高程為3.0～5.5 m，水塘水深一般0.5～2.0 m。區(qū)域主要地層有第四系人工填土層（Qme）、全新統(tǒng)沖積層（Q4al）和白堊系下統(tǒng)浦口組上段（K1p2）粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖等。此外，在所選的紅土坡土料場分布第四系上更新統(tǒng)（Q3al）粉質(zhì)黏土及黏土，工程沿線地基土地質(zhì)條件較差，場地沿線軟土（主要為淤泥質(zhì)土）主要有兩層，為不良工程地質(zhì)層，其中①-3 層淤泥主要分布于現(xiàn)狀水塘、溝渠底部，厚度較??；②-2 層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土厚度分布穩(wěn)定、連續(xù)，但性狀極差，易產(chǎn)生沉降與不均勻沉降問題，也有可能產(chǎn)生震陷問題。

為解決其軟土路基處理沉降與承載力問題，新建防洪堤分別采用清除換填①-3層淤泥和深層水泥土雙向攪拌樁加固②-2層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層對防洪堤下部主要軟土地基進(jìn)行處理，水泥土雙向攪拌樁按正三角形布置，樁間距1.5～1.8 m，樁徑60 cm，樁長10～19 m，水泥土攪拌樁樁身28 d無側(cè)限抗壓強度不小于1.0 MPa。

2.2 原型土堤分布式變形監(jiān)測方案

為監(jiān)測防洪堤的沉降與穩(wěn)定特性，設(shè)置了典型監(jiān)測斷面采用傳統(tǒng)點式監(jiān)測儀器對其地基孔隙水壓力消散、地基表層和分層沉降、地基深層水平位移等進(jìn)行監(jiān)測。在典型監(jiān)測斷面K1+980斷面同步布置了基于分布式光纖傳感技術(shù)的堤壩變形監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行比對監(jiān)測，以驗證該技術(shù)實際工程應(yīng)用的可行性和精確性，并進(jìn)一步完善?；诜植际焦饫w傳感技術(shù)的堤壩變形監(jiān)測系統(tǒng)與相關(guān)指標(biāo)監(jiān)測的傳統(tǒng)儀器布置如圖2所示。

圖2 K1+980斷面監(jiān)測儀器布置Fig.2 Layout of monitoring instruments and sensing fiber system in section K1+980

如圖2(a)所示，基于分布式光纖傳感技術(shù)的堤壩變形分布式監(jiān)測系統(tǒng)布置于防洪堤地基表面，與地表沉降監(jiān)測用沉降板安裝高程一致，為研究土堤合理的變形監(jiān)測輔助結(jié)構(gòu)，原型堤壩中設(shè)置3套基于分布式光纖傳感技術(shù)的堤壩變形分布式監(jiān)測系統(tǒng)，一套為采用雙C型鋼輔助結(jié)構(gòu)的分布式光纖監(jiān)測系統(tǒng)，粘貼其表面的傳感光纖為V1型緊套應(yīng)變傳感光纖，其余兩套為直接利用1 m厚土堤結(jié)構(gòu)體本身作為變形監(jiān)測輔助結(jié)構(gòu)體的分布式光纖監(jiān)測系統(tǒng)，如圖2(b)所示。其中與C型鋼同高程堤身土體中平行一組兩種類型的去程應(yīng)變傳感光纖，第二組兩種類型的回程應(yīng)變傳感光纖同樣直接布置于土堤土體中，但整體高程高于第一組1 m，并與第一組應(yīng)變傳感光纖平行布置，利用土堤自身較好的一體性，將厚度1 m的土堤結(jié)構(gòu)本身作為變形監(jiān)測輔助結(jié)構(gòu)，在其結(jié)構(gòu)體上、下表面土體中分別布置V1型緊套應(yīng)變傳感光纖和V0型鎧裝（含變形均攤結(jié)構(gòu)）應(yīng)變傳感光纖。

3 監(jiān)測成果分析討論

3.1 沉降監(jiān)測成果分析

根據(jù)《材料力學(xué)》受彎結(jié)構(gòu)變形理論[12]，采用能夠合理反映受彎結(jié)構(gòu)受力變形特性的擬合方法對變形測量輔助結(jié)構(gòu)上、下或左、右對稱表面應(yīng)變差值進(jìn)行擬合，并通過積分得到與測堤壩同步變形的輔助結(jié)構(gòu)沿光纖布設(shè)方向的撓度分布[6,9]，從而實現(xiàn)堤壩內(nèi)部分布式沉降監(jiān)測。以5月11日直埋于1 m厚土堤上、下表面土中V0型傳感光纖的應(yīng)變差值為例進(jìn)行計算，其應(yīng)變差值與擬合曲線如圖3所示，以路堤江側(cè)方向為距離起點展開分析。

圖3 5月11日土堤內(nèi)V0光纖應(yīng)變曲線Fig.3 Strain curve of V0 optical fiber in the embankment on May 11, 2020

圖3所示應(yīng)變擬合曲線與實測曲線全長范圍整體吻合良好，并對由于系統(tǒng)誤差形成的奇異測值點進(jìn)行了平滑處理，應(yīng)變曲線整體規(guī)律符合向下彎曲的受彎結(jié)構(gòu)的應(yīng)變分布規(guī)律，表明選用的擬合方法是合理的。選擇從2020年3月17日開始填筑到5月21日填筑完成的8組監(jiān)測典型數(shù)據(jù)，應(yīng)用該擬合方法對原型堤兩種輔助結(jié)構(gòu)所測分布式應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并基于C型鋼輔助結(jié)構(gòu)中V1型應(yīng)變傳感光纖測值和1 m厚土堤輔助結(jié)構(gòu)中V0型應(yīng)變傳感光纖測值計算出原型堤斷面沉降分布，其對比結(jié)果見圖4。

圖4 光纖測值計算的分布式沉降與沉降板實測值對比Fig.4 Comparison of the distributed settlement measured by optical fiber and the measured values by settlement plate

原型堤2個月填筑過程中，共取得8組光纖測量數(shù)據(jù)，同時完成堤體兩端和堤中心共計3個地表沉降標(biāo)的水準(zhǔn)觀測。本次基于分布式光纖傳感技術(shù)的堤壩斷面沉降計算以原型堤兩端的沉降標(biāo)觀測值作為積分計算方法的已知沉降點，因此兩端點與沉降計算結(jié)果無誤差。沉降誤差統(tǒng)計結(jié)果可知，8組監(jiān)測數(shù)據(jù)中兩種型式的光纖監(jiān)測系統(tǒng)分布式應(yīng)變測值計算的原型堤斷面分布式沉降監(jiān)測結(jié)果與對應(yīng)位置地表沉降標(biāo)監(jiān)測沉降值最大誤差為4.3 mm，表明采用合理的變形監(jiān)測輔助結(jié)構(gòu)并選用合適的應(yīng)變傳感光纖，基于分布式光纖傳感技術(shù)的土質(zhì)堤壩斷面分布式沉降監(jiān)測技術(shù)測量精度可達(dá)毫米級。

將基于沉降標(biāo)實測值的路堤斷面沉降分布與兩種型式光纖的分布式沉降計算結(jié)果進(jìn)行比對（圖4），結(jié)果表明：同時刻三者基本吻合，但基于直埋土中V0型光纖測值計算結(jié)果與沉降標(biāo)測值曲線更光滑，基于粘貼于C型鋼上、下翼緣內(nèi)表面的V1型光纖測值計算結(jié)果在以6 m長度為倍數(shù)的位置存在拐點現(xiàn)象。分析認(rèn)為C型鋼結(jié)構(gòu)為以6 m長度為單位的雙C型鋼錯位搭接并采用螺栓固定的組合結(jié)構(gòu)，由于其固定方式存在缺陷導(dǎo)致該變形監(jiān)測輔助結(jié)構(gòu)整體性不足，在連接處出現(xiàn)變形不協(xié)調(diào)情況，從而導(dǎo)致粘貼于其表面應(yīng)變傳感光纖測值不連續(xù)，引起計算結(jié)果誤差。由圖4沉降斷面分布曲線還可以看出基于直埋土中V0型光纖測值的沉降計算結(jié)果更符合堤體荷載作用下斷面沉降的實際“鍋底狀”分布，且由于分布式光纖監(jiān)測系統(tǒng)的沉降分布式計算結(jié)果為基于實測高空間分辨率準(zhǔn)分布式應(yīng)變測值擬合的連續(xù)函數(shù)積分得到，其沉降計算結(jié)果同樣為連續(xù)函數(shù)，因此該監(jiān)測技術(shù)可以實現(xiàn)堤壩斷面沉降的連續(xù)分布式測量。

5月11日直埋土中V1型光纖應(yīng)變測值與擬合曲線如圖5所示?？梢钥闯觯褐甭裨? m厚土堤上、下表面土中V1型光纖應(yīng)變差值波動大，且應(yīng)變曲線規(guī)律性差，與向下彎曲的受彎結(jié)構(gòu)的應(yīng)變分布規(guī)律不符；對比4月24日和5月11日兩天V1應(yīng)變傳感光纖的斷面沉降計算結(jié)果與沉降標(biāo)觀測值，兩者在數(shù)值和分布形狀上差異明顯。分析認(rèn)為：堤身填料為黏性土料，填料本身為非完全彈性材料，填筑過程的差異難以保障1 m厚土堤的完全一致性；且土堤局部出現(xiàn)薄弱情況難以避免，在上部荷載作用下，這些薄弱部位土體將發(fā)生較大應(yīng)變，V1型傳感光纖為緊套光纖，其測量為高空間分辨率，當(dāng)V1型傳感光纖布設(shè)線路經(jīng)過上述部位時，土體發(fā)生的較大應(yīng)變將直接反應(yīng)在布設(shè)于該區(qū)域的V1型應(yīng)變傳感光纖上，使得應(yīng)變差值失真（圖5），從而導(dǎo)致斷面沉降計算結(jié)果與實際不符（圖6）。因此，直接利用一定厚度土堤結(jié)構(gòu)體本身作為變形監(jiān)測輔助結(jié)構(gòu)體的基于分布式光纖傳感技術(shù)的堤壩斷面分布式沉降監(jiān)測技術(shù)應(yīng)慎重選用緊套應(yīng)變傳感光纖。

圖5 2020年5月11日土堤內(nèi)V1光纖應(yīng)變曲線Fig.5 Strain curve of V1 optical fiber in the embankment on May 11, 2020

圖6 土中V1型光纖測值計算的堤體分布式沉降Fig.6 Distributed settlement measured by V1 optical fiber in the embankment

3.2 水平位移監(jiān)測成果分析

基于原型堤C型鋼V1型應(yīng)變傳感光纖和堤基表面V0型光纖的監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用文獻(xiàn)[7]計算方法得到兩種應(yīng)變傳感光纖路堤底部分布式水平位移如圖7所示。

圖7 兩種光纖測值計算的分布式水平位移對比Fig.7 Comparison of the distributed horizontal displacement measured by two kinds of optical fibers

圖7所示兩種應(yīng)變傳感光纖測得的路堤底部水平位移在分布規(guī)律上保持良好一致性，量值基本相同，全斷面對應(yīng)位置誤差均小于0.5 mm。監(jiān)測結(jié)果顯示江側(cè)方向的土堤底部水平位移較陸側(cè)方向小，與工程區(qū)域前期工程措施有關(guān)，本次試驗原型堤為拆除現(xiàn)狀堤防的同時新建土堤，現(xiàn)狀堤防采用拋石護(hù)腳進(jìn)行了加固處理，該加固措施對新建土堤在江側(cè)方向向外變形具有一定約束作用，而新建土堤路側(cè)方向原地形主要為水塘和溝渠，對新建土堤向外變形的約束作用相對小，5月21日路堤底部陸側(cè)向外最大水平位移約7 mm、江側(cè)向外最大水平位移約3 mm。測得的路堤底部水平位移量值較小，與新建土堤兩側(cè)地基深層水平位移監(jiān)測系統(tǒng)測得的地表水平位移值吻合良好，對試驗全過程8組分布式光纖傳感技術(shù)的水平位移監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計，并對比同時刻測斜儀所測地基深層水平位移結(jié)果分析：8組測值中兩種傳感光纖得到的水平位移與測斜儀的測量結(jié)果相差均小于0.5 mm，表明基于分布式光纖傳感技術(shù)的堤壩水平位移監(jiān)測技術(shù)具有較高測量精度；且由于分布式光纖監(jiān)測系統(tǒng)的水平位移計算結(jié)果為基于實測高空間分辨率準(zhǔn)分布式應(yīng)變測值的連續(xù)函數(shù)積分?jǐn)M合所得，其水平位移計算結(jié)果同樣為連續(xù)函數(shù)，因此基于分布式光纖傳感技術(shù)的堤壩水平位移監(jiān)測技術(shù)可實現(xiàn)分布式監(jiān)測。

3.3 原型試驗結(jié)果總結(jié)與討論

本次原型堤的監(jiān)測試驗結(jié)果顯示，采用合理的變形監(jiān)測輔助結(jié)構(gòu)和合適的應(yīng)變傳感光纖，基于分布式光纖傳感技術(shù)的堤壩變形分布式監(jiān)測技術(shù)在土質(zhì)堤壩內(nèi)部沉降和水平位移監(jiān)測中都具備良好監(jiān)測精度，可滿足土質(zhì)堤壩內(nèi)部二維變形監(jiān)測需要，且能實現(xiàn)全斷面連續(xù)的分布式監(jiān)測，理論上采用如方鋼等合理的輔助結(jié)構(gòu)也可以實現(xiàn)土質(zhì)堤壩縱向側(cè)向變形監(jiān)測，從而實現(xiàn)土質(zhì)堤壩內(nèi)部三維變形監(jiān)測。原型堤所測分布式應(yīng)變傳感光纖的應(yīng)變測值量級為10?2級，遠(yuǎn)小于應(yīng)變傳感光纖最大測值約7 000 με，基于分布式光纖傳感技術(shù)的堤壩變形分布式監(jiān)測技術(shù)可適用于大變形的土質(zhì)堤壩二維變形監(jiān)測。本次原型堤壩為黏性土均質(zhì)土堤，在混凝土面板堆石壩等以分散性土石料建造的土石堤壩的內(nèi)部變形監(jiān)測中推廣應(yīng)用分布式光纖傳感技術(shù)需要進(jìn)一步研究，通過前期原型試驗研究合理的變形輔助結(jié)構(gòu)、確定傳感光纖選擇及其安裝保護(hù)技術(shù)及其適用條件和范圍等。

4 結(jié) 語

本文以土質(zhì)堤壩內(nèi)部變形監(jiān)測為出發(fā)點，基于模型試驗研究基礎(chǔ)，開展了基于分布式光纖傳感技術(shù)的堤壩變形分布式監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的原型試驗，通過原型試驗系統(tǒng)研究了輔助結(jié)構(gòu)的設(shè)計、應(yīng)變傳感光纖選型和安裝技術(shù)、數(shù)據(jù)處理與計算方法等，對原型試驗成果進(jìn)行了詳細(xì)分析和討論，提出了基于分布式光纖傳感技術(shù)的堤壩變形監(jiān)測新技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)堤壩內(nèi)部沉降和水平位移的二維連續(xù)分布式監(jiān)測；綜合原位試驗分析結(jié)果，本文提出的變形監(jiān)測新技術(shù)的沉降監(jiān)測精度能達(dá)毫米級，水平位移監(jiān)測精度達(dá)亞毫米級，滿足土質(zhì)堤壩內(nèi)部變形監(jiān)測的規(guī)范要求，理論上可拓展實現(xiàn)不同深度的三維變形監(jiān)測；基于分布式光纖傳感技術(shù)的土質(zhì)堤壩變形分布式監(jiān)測新技術(shù)，建議根據(jù)土堤受力變形特性選用不同形式的應(yīng)變傳感光纖。分布式光纖傳感技術(shù)具有應(yīng)變測量范圍大的特點，可適用于大變形的土質(zhì)堤壩二維變形監(jiān)測。