基于FBG技术的土体含水率测量方法试验

陈 卓, 张 丹，孙梦雅( 南京大学地球科学与工程学院，江苏 南京 210023)

土体含水率对土体强度、变形和渗透等特性有着重要的影响，而且土体含水率具有很强的时空变异性，是土体工程性质研究中的主要指标之一。目前，测量土体含水率常见的方法有烘干法、电阻法[1～2]、时域反射法[3～4]、探地雷达法[5]、频域反射法[6]、红外感测法[7]、遥感影像法和光谱分析法等[8]。上述方法通常适用于室内试验如烘干法，或点式测量如电阻法、时域反射法、探地雷达法、频域反射法，又或只是对一个地区土体表面含水状况作大概的估计，难以对深部土体的含水率进行精确测量[9]如红外感测法、遥感影像法和光谱分析法。因此，研发一种(准)分布式、易安装到深部土体中、性价比高的土体含水率测量方法显得至关重要，对于农业生产和工程建设都具有重要意义。

高分子材料是指以高分子化合物为基础的聚合物材料，通常其分子量大于10000。高分子材料由于其特殊的优良性能成为了国内外研究的热点。亲水橡胶是一种具有吸水膨胀、失水收缩和双重止水特性的新型功能高分子材料，广泛用作土木建筑的止水材料、密封材料和填料等[10]。亲水橡胶的高弹性和较好的机械强度，使得亲水橡胶在吸水后可膨胀几倍至几百倍。

光纤作为一种传感材料，当其受到拉伸、弯折等作用后，其中传导的光信号将产生相应的变化。建立被测参量与光纤中光信号之间的关系，通过解调光信号的变化可以实现对被测参量的测量[11]。……