分布式光纤传感技术与工程应用研究(28)
记录光纤在安装后的初始应变状态的数据就叫做基准值（基准应变曲线）。
图5.6所示的是白泥井3号隧道的2号线基准值，是由2003年3月16日24连续监测所得的11组数据平均而成。从图中可以看出，光纤的初始应变状态是不均匀的，部分区域甚至达到了上千个微应变，这是施工不当所造成的，很难完全消除。但由于BOTDR应变测量是一种相对测量，因此只要在以后各期的监测数据中将这基准值予以扣除，即可得到隧道结构自基准值测量之日起的相对变形。
图5.6. 白泥井3号隧道2号线3月16日基准应变曲线
自2003年3月16日之后测得的所有3.10期监测数据，都要扣除各自所属监测线路的基准值。
(3)、温度补偿
由于布里渊背向散射光同时对应变和温度敏感，因此BOTDR仪器所测得的光纤应变值实际上包括了两个部分：一是隧道结构变形所带动的光纤应变，二是光纤所处温度场变化所造成的应变测量值的增减。
为了消除温度对测量值的干扰，“4.6.1.2光纤自补偿”中介绍了利用BOTDR测量温度的性能，进行温度自补偿的方法。根据这种方法，隧道内所预先布设的冗余段光纤，都保持着自由状态，可以作为温度计使用。与本项目类似的南京市玄武湖隧道BOTDR分布式光纤应变监测项目便是采用此种方法进行温度补偿的。
但是这种方法的前提条件是自由光纤与受力光纤必须经历相同的温度变化，而在本项目中冗余段光纤与隧道结构内的光纤并不处于同一个温度场：冗余段光纤是以松弛盘绕的形式粘贴在墙面上，直接与空气相接触，而结构内光纤是用环氧树脂完全封闭在隧道墙面的沟槽内，更接近于结构本身的温度。
因此，冗余段光纤可以对隧道内的空气流通进行温度测量，但无法对结构内光纤进行温度补偿。
另一种温度补偿的方法，是假定隧道没有发生整体性的均匀变形（主要是温度应力造成的隧道结构整体变形），绝大部分的区域都处于稳定状态，即使有部分区域发生异常，也是不均匀的、不具有代表性的局部变形。根据这个假设前提，人工对每期的应变曲线进行上下平移，使之同参考曲线达到最佳的整体性吻合，这其间的上下平移量，即为温度补偿量，也可近似认为是隧道结构的温度变化。
图5.7（a）的横坐标表示3.10期监测，纵坐标表示由于温度影响而造成的光纤应变测量值的变化，图中最下方那条黑色正方形点折线表示人工对应变曲线进行调整所得到的温度变化趋势，在此之上的全是2号线沿线各冗余段光纤上所反映的温度变化趋势。从图中不难看出，9处冗余段光纤所反映出的温度变化是比较一致的，除K84+377.8冗余段光纤在第8.10期的应变数据有些差异之外，整体上这9处冗余段光纤还是表现出了同一种温度变化趋势。相比之下，由人工调整所得的温度变化曲线在变化幅度上则要远小于各冗余段上实测的温度变化曲线。为了更加清晰的对比这种不同的温度变化趋势，将9处冗余段光纤的每一期数据取平均值，整合为一条曲线，即为图5.7（b）中所示的红色圆形点折线。
图5.7. 2号线温度变化趋势图
比较图5.7（b）中两种温度补偿方法所得到的两条温度变化曲线后发现，它们所表示的温度变化趋势是相似的，只不过红色圆形点折线的变化幅度相比黑色正方形点折线更大一些。那么，将红色点折线的纵坐标值压缩3倍，得到绿色正三角点折线，再同黑色正方形点折线进行对比，最后发现它们是基本吻合的。
不论是冗余段光纤实测的温度变化，还是人工调整所得到的温度变化，都反映了相同的温度变化趋势，这是由当地的气候条件所决定的；只不过由于它们所处的温度场不同，因而在变化幅度上会有所差异。这从另一个侧面也反映了人工调整进行温度补偿的方法是可信的，本项目最终采用了人工调整的方法进行应变实测曲线的温度补偿。