昊衡科技分享測試案例。將分布式傳感光纖布設于不連續管道外壁,采用OFDR分布式光纖傳感設備監測管道變形過程中光纖的軸向應變;將光纖監測數據與千分表實測數據相對比,驗證計算結果的有效性。使用OSI分布式光纖傳感系統,提高了監測結果的準確性。試驗過程中千分表和OFDR設備對管道豎向錯開變形量和光纖軸向微應變進行連續自動采集。試驗采用OSI型OFDR分布式光纖解調儀,監測80m范圍內光纖沿線的微應變,應變測量精度為±1.0με,最高空間分辨率可達1mm,應變測量范圍為±15000με,最低測量間隔為3s。
圖1 光纖軸向布設示意圖
光纖在橫截面方向分別在0°、90°、180°、270°的位置布設,每段光纖在兩管連接處左、右兩側5cm處用膠水進行定位處理,光纖軸向布設方法見圖1,光纖橫截面布設方法見圖2。
圖2 光纖截面布設示意圖
千分表量程1cm,精度0.001mm,千分表從左到右依次編號為1號、2號、3號、4號、5號、6號,試驗過程分為懸臂梁試驗、剪切試驗、填土試驗三部分,均在3號和4號千分表之間的位置進行加壓,但加壓方式有所不同。
圖3 填土試驗過程
填土試驗通過對上覆土層施加重物對管道加壓,氣囊放氣過程等效為加壓過程;剪切試驗通過調節升降臺高度控制管道的豎向位移;懸臂梁試驗采用懸掛重物的方式加壓。
測試結果
室內試驗過程中,采用OSI型分布式光纖解調儀,對光纖的軸向位移進行持續監測,結果如下:
圖4 剪切試驗應變數據
從剪切試驗應變曲線(見圖4)中可以發現四個明顯的峰值,從左到右依次代表左側、下側、右側和上側錯開處,每一級曲線中峰值大小隨加載級數增加而增大。觀察發現在左側接縫(3.64m)處的峰值為負值,分析是在粘貼光纖時自由段光纖未進行足夠預拉,導致試驗過程中自由段光纖發生收縮,在應變數據上體現為負值。完整測試過程及結果,詳見基于OFDR的不連續管道豎向錯開變形定量監測。
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