分布式光纤传感技术与工程应用研究(11)
在光纤布设过程中，将串联的光路与OTDR连接，在各段传感光纤的起点弯曲光纤使其产生异常光损，然后测量微弯点到采集设备的距离。使用OTDR获得的各段传感段起点在光纤沿线的位置见表3.3.
表3.3 各段传感段起点在光纤沿线的位置表
编号 垂直边坡方向
V1 V2 V3 V4 V5
A 0.4 3.5 7.8 11.8 15.1
B 50.4 53.2 57.7 61.8 65.5
C 105.5 108.0 109.7 111.8 113.7
D - - - - -
编号 平行边坡方向
H1 H2 H3 H4 H5
A 20.3 24.4 28.7 33.1 37.2
B 70.4 74.3 78.6 83.1 87.0
C - - - - -
D 125.6 127.4 129.0 130.8 132.9
注：表中数据单位均为m
4、加载方案
试验采用分级加载的方式，初次加载为15kN，每级增加5kN。加载前和每次加载稳定后使用BOTDR应变分析仪采集光纤传感器应变数据，然后进入下一级加载，直至边坡发生破坏。
5、实验结果
本章节主要探讨光纤传感元件布设工艺研究，所以对于本次试验的结果只做简要的分析。
本实验运用BOTDR分布式光纤监测技术，与土工复合材料加固技术相结合，在室内小模型试验的基础上开展了边坡分布式安全监测研究，通过深入分析各类光纤传感器所监测到的应变数据，得到如下结论:
(1) 实验证明将BOTDR技术与土工复合材料加固技术相结合进行边坡加固与安全监测是可行且有效的。这一方法可以在进行边坡加固的同时完成传感器的布设，能够监测土工加固材料的变形进而对边坡的变形进行预警及定位，这对于路堤、堤坝等大型边坡结构具有重要意义。
(2) 与直接铺设的弹性酯护套光纤相比，土工布与土工格栅两种封装方式在加载区域影响范围外均有多根传感光纤出现了应变响应，说明土工织物在将集中荷载分散到周边土体方面发挥了重要作用。
(3) 封装在两种介质中的裸纤在铺设过程中就已经损坏，说明裸纤过于脆弱不适合应用于土体变形监测。尼龙光纤在封装介质的保护下能够抵抗较大的荷载。封装方式对传感光纤的保护能力取决于封装介质的强度与结构，试验中直接铺设的弹性酯护套光纤与土工布封装的尼龙光纤在高荷载下均发生破坏，仅有采用高强度土工格栅封装的尼龙光纤完好，而且正交网状的土工格栅更加有利于集中荷载的分散。
(4) 低强度的土工复合材料(土工布)与土体变形的协调性较好，能够很好地反应土体的变形，对于监测土坡破坏前的蠕变比较敏感，但由于其强度较低，随着土体变形的加大很容易发生撕裂，而导致光纤断裂而无法获得后续的变形数据。土工格栅则表现为更强的加筋作用，导致局部土体强度增加，因而与整个边坡的变形协调性降低，但在边坡发生较大变形后仍能监测到有效的变形数据。因此在实际工程中，将强度不同的土工复合材料与光纤相结合则