基于光纤传感技术的渗流监测室内模型试验研究

刘 健 　 李红涛 　 张 蕾

(1.山东大学土建与水利学院，山东 济南　250061;　2.山东大学基建部,山东 济南　250100)

1　概述

水库坝体安全是关系到人民生命财产安全、国民经济建设和生态环境保护的重大问题。影响水库坝体安全的因素众多，数据统计资料表明，渗透变形与渗漏所占比重最大，近32%的安全事故是由于渗流所引发[1]。

目前光纤技术已逐渐成为当前安全监测领域的研究热点，成功应用于大体积混凝土温度、裂缝监测、边坡监测、面板坝、面板裂缝监测等。与传统的渗流监测技术相比，光纤传感技术具有明显优势：一是能实现分布式监测，从根本上克服点式检测的空间不连续性造成的漏检、漏报险情问题；二是光纤精巧轻柔，不影响埋设部位的性能和力学参数；三是抗电磁干扰，可靠耐久，灵敏度高，易与光纤传输集成共同构成遥测自动化系统等[2,3]。现阶段的研究主要集中在光纤监测数学、微分方程的确定，坝体渗流场参数与动态温度的定量耦合关系还需要大量的试验进行验证。因此，本文开展室内模型试验，研究了光纤传感技术监测温度与坝内渗流参数之间的动态关系，为光纤传感技术在实际工程中的应用提供了技术支持[4-6]。

2　室内模型试验设计

2.1　光纤传感技术渗流监测原理

光纤温度传感系统(DTS)是一种用于实时测量空间温度场分布的传感系统。测量系统由分布式光纤温度测量仪和光纤传感器两部分组成，DTS组成又包括激光组件、光纤波分复用器、光电接收放大组件、信号处理系统，系统中光纤既是传感器也是传输通道。……