周虎

摘 要：为了解决光纤光纤传感技术在监测岩土内部二维变形中的应用问题，通过实验研究、理论分析计算，设计了光纤光栅角度传感器，建立了铰接光纤光栅角度传感器岩土内部二维变形结构模型，给出了铰接点坐标公式；并通过工程实例及对比分析，对铰接光纤光栅角度传感器在12 m试验路基段内部变形中的监测进行了可行性研究；研究结果表明：光纤光栅角度传感器在0°～5°范围内，角度和波长偏移量呈线性变化，对应单个传感器最大变形量100 mm/m、解析度0.0045 mm/m、精确度0.007 mm/m；铰接光纤光栅角度传感器监测效果良好，误差小，可在岩土二维变形监测方面进一步推广应用。

关键词：光纤光栅 角度传感器 岩土工程 二维变形

中图分类号：TP73 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）12（c）-0087-03

Study of Two-dimension Deformation in Geotechnical Engineering by Using Fiber Grating

Zhou Hu

（Shenmu Huisen Liangshuijing Mining Co.，Ltd，Yulin shanxi，719319，China）

Abstract：In order to solve the problem of two-dimension deformation in geotechnical engineering by using fiber grating sensing technology，through the experimental study and theoretical analysis，we design the fiber grating angle sensors，and build a geotechnical internal deformation structure model for hinged sensors，and give the hinged point coordinates formula，through engineering examples and comparison analysis，we conducted the feasibility； The results show that the angle and wavelength offset appear to be a linear relationship between 0 angle and 5 angle，corresponding to a single sensor with maximum deformation of 100 mm/m，resolution of 0.0045 mm/m，accuracy of 0.007 mm/m.the monitoring results of the sensors are good，the errors are small，we conclude that the fiber grating angle sensors will have a good prospect in geotechnical internal deformation monitoring in future.

Key Words：The fiber grating；Angle sensors；Geotechnical engineering；Two-dimension deformation

近些年，随着光纤光栅传感及其相关技术的日趋成熟，光纤光栅传感器的实用化开发已成为传感领域的研究热点和关键。但光纤光栅传感在岩土内部变形监测方面的应用还相对较少，同时由于岩土内部情况变化的复杂性，人们也曾尝试多种检测手段进行研究[1-2]，如X射线法、声发射等，但效果均不是很理想，X射线法对人体危害较大、操作不便且成本高；声发射在信号很微弱的情况下，很难准确得到缺陷信号，且噪声和干扰信号影响较大；而目前光纤光栅传感也以其灵敏度高、操作性好、抗电磁干扰等诸多优点被用于越来越多的场合，光纤光栅传感技术的引入为岩土内部的变形监测开辟了新的思路和途径[3-4]。……