地面塌陷分布式光纤感测模型试验研究

韦超; 朱鸿鹄; 高宇新; 王静; 张巍; 施斌

doi:10.16285/j.rsm.2021.1992

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地面塌陷分布式光纤感测模型试验研究

基础理论与实验研究 | 更新时间：2026-06-25

- 地面塌陷分布式光纤感测模型试验研究
- Model test study of ground collapse using distributed fiber optic sensing
- 岩土力学 2022年43卷第9期页码：2443-2456
- 作者机构：
  
  1. 南京大学地球科学与工程学院,江苏,南京,210023
  2. 南京大学（苏州）高新技术研究院,江苏,苏州,215123
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目（No.42077235，No.42077232）;江苏省自然科学基金项目（No.SBK2021022661）
- DOI：10.16285/j.rsm.2021.1992
  中图分类号： TU433
- 网络首发：2022-09-12，
  
  纸质出版：2022
- 稿件说明：
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韦超, 朱鸿鹄, 高宇新, 等. 地面塌陷分布式光纤感测模型试验研究[J]. 岩土力学, 2022,43(9):2443-2456.

WEI Chao, ZHU Hong-hu, GAO Yu-xin, et al. Model test study of ground collapse using distributed fiber optic sensing[J]. 2022, 43(9): 2443-2456.
韦超, 朱鸿鹄, 高宇新, 等. 地面塌陷分布式光纤感测模型试验研究[J]. 岩土力学, 2022,43(9):2443-2456. DOI： 10.16285/j.rsm.2021.1992.

WEI Chao, ZHU Hong-hu, GAO Yu-xin, et al. Model test study of ground collapse using distributed fiber optic sensing[J]. 2022, 43(9): 2443-2456. DOI： 10.16285/j.rsm.2021.1992.

摘要

突发性地面塌陷对城市安全构成巨大威胁，掌握塌陷土体变形过程对地面塌陷事故的预测预报至关重要。基于分布式光频域反射（optical frequency domainreflectometry，简称 OFDR ）和粒子图像测速（particle image velocimetry，简称 PIV）技术，开展了地面塌陷模型试验，研究了塌陷过程中土体沉降的时空分布规律，并探究了不同应变感测光缆锚固方式对光纤监测结果的影响。结果表明：光纤应变监测曲线准确地反映了不同塌陷阶段上覆土体的变形状态，揭示了土体内部应变的演化机制；在光缆上设置圆片锚板，可以有效增强光缆与土体界面的耦合变形程度；在一定的埋置深度下，随着锚板尺寸的增大，光缆与土体间的变形协调性越好。研究结果显示，分布式应变传感技术在地面塌陷变形监测中具有较好的适用性，为该类地质灾害的早期识别提供了一种有力的工具。

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