光纤传感技术在岩溶地面塌陷地质灾害监测中的应用

王甫强，张占彪，李虎，柯洋

(武汉市勘察设计有限公司，湖北 武汉 430000)

1 引 言

受岩溶发育的不均匀性和岩溶水作用的周期性影响，岩溶土洞(塌陷)的发育在空间上具有隐蔽性、发育过程具有长时间性、塌陷的发生又具有突发性特点，使岩溶地面塌陷地质灾害监测工作面临诸多问题[1]。岩溶地面塌陷的发生具有隐蔽性和突发性的特征，要对其发生发展过程进行监测必须选择合适的监测对象和监测手段，通过动态变化来直接或间接地反映地面塌陷的发育过程。光纤感测技术是近二十年来最新兴起的新型传感技术，该技术具有“传”“感”合一的特点，以光波为载体，光纤为媒介，具有抗电磁干扰、动态响应快、灵敏度和测试精度高、耐久性强及可实现远距离实时监测等优点，分布式光纤还可对深层土体进行分布式测量[2]。本文选用先进的光纤传感监测技术监测法结合使用光纤光栅传感器监测岩溶塌陷动力条件。

2 地下水(气)压力光纤监测技术

地下水(气)压力的升降变化对岩溶塌陷的稳定性和发展情况具有重要影响。频繁的地下水(气)压力的变化，会加剧地下水侵蚀影响，造成岩溶塌陷稳定性失衡破坏，进而产生岩溶塌陷。岩溶发育区域多维空间变形同样对岩溶塌陷发展有着重要影响，潜在塌陷体的边缘会发生不同程度的拉张变形。基于水(气)压力变化和变形的数据分析，探究水(气)压力与变形相关规律，确定预警阈值，建立基于水(气)压力的自动化监测的地面塌陷预警系统。……