CN112066945B 一种基于分布式光纤埋设的机场道基沉降监测结构和方法 （同济大学）

一种基于分布式光纤埋设的机场道基沉降基于分布式光纤埋设的机场道基沉降监测结构基索状光缆直线延伸，温度补偿光缆非直线延2根据式(1)计算获得预估实际应变i(x):ε(x)为金属基索状光缆(22)的应变量与温度补偿光缆(21)的应变量的差值，x∈[0,根据式(5)计算获得预估位移(x):和/或，所述机场道基沉降监测系统(2)包括多个测量仪(24)在整体沉降测量仪(23)的延位宽度的机场道面(1)中，所述温度补偿光缆(21)的长度为金属基索状光缆(22)的长度的述温度补偿光缆(21)包括第一光纤本体和用于包裹第一光纤本体的第3和/或，金属基索状光缆(22)包括第二光纤本体和用于包裹第二光纤本体的第二光缆6.如权利要求1～5任一项所述的基于分布式光绝对沉降距离通过整体沉降测量仪(23)和单点沉降测量仪(执行时实现如权利要求1～6任一权利要求所述的基于分布式光纤埋设的机场道基沉降监8.一种用于处理基于分布式光纤埋设的机场道9.一种用于处理基于分布式光纤埋设的机场道基沉降监测方法的装置，所述装置包预估实际应变i(x)计算模块，用于根据式(1)计算获得预估实际应变(x):ε(x)为金属基索状光缆(22)的应变量与温度补偿光缆(21)的应变量的差值，x∈[0,Y(x)=(x)-(x)(2)4预估位移j(x)计算模块，根据式(5)计算获得预估位移(x):还包括整体沉降距离计算模块，用于根据相对沉降距离和绝对5[0008]在本发明一些实施方式中，所述机场道基沉降监测系统包括多个单点沉降测量6[0017]根据式(1)计算获得预估实际应变(x):[0020]ε(x)为金属基索状光缆([0030]在本发明一些实施方式中，应变折减系数α为光纤总伸长量Δlε与实际光纤总伸7序被处理器执行时实现上述的基于分布式光纤埋设的机场道基于分布式光纤埋设的机场道基沉降监测方法[0041]ε(x)为金属基索状光缆([0055]图4显示为本发明实施例中基于标定试验的光纤应变与竖向位移解析关系示意8[0070]本发明第一方面提供一种基于分布式光纤埋设的机场道基沉降监测结构，如图1于松弛状态的温度补偿光缆21对微小竖向变形没有感知，仅测量温度变化带来的应变量，测量获得的光纤应变量可以用于纠正直线延伸的金属基索状光缆22测量获得的光纤应变9[0075]本发明所提供的基于分布式光纤埋设的机场道基沉降监测结构中，还可以包括BOTDR分布式传感器可以分别与第一光纤本体和第二光纤本体相连，从而用于获取第一光试验结果，即可推演反算出道基的差异沉降量。图2所示为基于布里渊散射光时域反射法度为T0发明第一方面所提供的基于分布式光纤埋设的机场道基沉降监测结构监测机场道基沉降，[0080]根据式(1)计算获得预估实际应变(x):于最大沉降位置x0来说，应变量在0～x0和x0～l两个区段内积分获得的数值应该是基本相[0093]预估位移j(r)即可表示机场道基在机场道基沉降监测系统的延伸方向上各点的[0094]本发明所提供的基于分布式光纤埋设的机场道基沉降监测方法中，α与光纤自身减系数α可以通过基于实测数据计算的光纤总伸长量Δlε与实际光纤总伸长量Δl的比值的BOTDR分布式传感器测量光纤的应变量，并根据应变量计算获得光纤总伸长量Δlε,同监测的计算中，使用该应变折减系数α的值即可。应变折减系数α的取值通常[0095]本发明所提供的基于分布式光纤埋设的机场道基沉降监测方法中，β与光纤自身道基本身各处整体上的沉降距离，即可计算获得测量点实际上相对于原有路面的沉降距序被处理器执行时实现如本发明第二方面所提供的基于分布式光纤埋设的机场道基沉降二方面所提供的基于分布式光纤埋设的机场道基沉降监测方法[0100]预估实际应变(x)计算模块，用于根据式([0103]ε(x)为金属基索状光缆([0114]现有技术中分布式光纤在地基沉降监测中的应用前景广阔，但目前以直埋式为[0118]本实施例依托成都天府国际机场智能跑道项目，采用金属基索状光缆(苏州南智一般每隔20～40m布设一个单点沉降测量仪或整体沉降测量仪，实施例中的铺设方案为间隔15m布设单点沉降测量仪或整体沉降测量仪，上述单点沉降测量仪或整体沉降测量仪与[0121]以金属基索状光缆22的应变数据减去相同位置处高强钢丝铠装光缆21的应变数各个监测点位的应变情况，并利用上述的基于分布式光纤埋设的机场道基沉降监测方法，黑线上测点的间隔为0.04m。根据高精度的整体沉降测量仪23和单点沉降测量仪24的测量由分布式光纤应变数据计算得到的相对沉降和用单点/整体沉降测量仪数据修正后的真实