微型 FBG 土压力传感器的优化设计及其模型试验应用研究

• 作者: 叶青霖 李术才 王正方 王静 贾磊 隋青美
• 来源期刊: 工程地质学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 光纤布拉格光栅 土压力传感器 模型试验 厚径比优化
• 年，卷（期）: 2015,（6）
• 所属期刊栏目: 岩土工程地质
• 页码范围: 1085-1092
• 页数: 8页
• 分类号: P642.13
• 字数: 5426字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13544/j.cnki.jeg.2015.06.008

摘要

本文针对地质力学模型试验，特别是针对含水地质结构的模型试验中土压力测量的不足，利用光纤光栅体积小、易封装、防水抗腐蚀、防电磁干扰等特点，基于短栅距光纤布拉光栅（Fiber Bragg Grating，FBG）设计了适用于地质力学模型试验的微型 FBG 土压力传感器。采用有限元力学仿真对传感器的膜片尺寸、传感器厚径比进行优化，得到传感器在0～1MPa 土压力测量范围内，直径20mm、高度为0.2mm 的圆平膜片灵敏度高且不易造成 FBG 光谱畸变，厚径比为0.16（H：4mm／D：25mm）的传感器测量结果更可靠且对被测岩土介质影响较小。标定试验表明，传感器在0～1MPa 压力范围内具有很好的重复性与一致性。将该传感器应用于海底隧道模型试验，监测隧道开挖过程的围岩应力释放规律，该传感器很好地监测了隧道从迅速失稳到逐渐稳定的变化过程，从而证明了设计的微型 FBG 应用于模型试验的可行性。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李术才	山东大学岩土与结构研究中心	509	10881	56.0	78.0
2	王静	山东大学光纤传感技术与工程研究中心	175	888	16.0	23.0
3	贾磊	山东大学光纤传感技术与工程研究中心	163	2180	25.0	39.0
4	隋青美	山东大学光纤传感技术与工程研究中心	136	895	16.0	22.0
8	王正方	山东大学光纤传感技术与工程研究中心	13	69	5.0	8.0
9	叶青霖	山东大学光纤传感技术与工程研究中心	3	25	2.0	3.0