基于BOTDR技术的地下工程实时监测系统研究
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摘要
本文是国家教育部项目《通信综合实验实训系统的实践与效能研究》项目编号JZW20080的一个子课题。
由于我国现有的地下工程挖掘安全保护手段还不够完善,尽管有着各种勘探,探测等提前检测手段,但仍然无法保证地下工程挖掘的实时安全性,在施工中仍会出现坍塌、突水、涌砂等现象。此外,传统的监测方法是边测量,边掘进,边移动测试工具,使用起来费时费力且不能进行整体实时测量和长时监控。
而本文提出的基于BOTDR技术的地下工程实时监测系统正向着实时监控解决实际问题。基于BOTDR技术的地下工程实时监测系统由三大部分组成,数据采集终端,数据传输终端和数据处理终端。数据采集终端主要负责数据信息的采集,然后用无线的方式传输到我们的数据传输终端上,再由数据传输终端把数据发送到地表的数据处理终端进行分析处理。
本文完成了传感器到传输设备的小型无线网络的组建,并成功的利用了BOTDR技术实现了光纤成环实时感应压力的实验测试,并且利用成环光纤传输采集到的信号。本文的研究对地下工程的安全性具有很大实际意义。
This article is a sub-topic of Ministry of National Education Project "The Practice and Performance Research of Communication Integrated Training System for Experiment," item number is JZW20080 .
As our existing security protection means of underground mining project are not perfect enough, despite all prospecting, exploration and other early detection methods, but it is still no guarantee that real-time underground construction excavation safety, accident will appear in the construction, such as throw , collapsed suddenly in water, Chung sand and so on. In addition, traditional monitoring methods is tunneling while measureing and remove mobile testing tool, it will use time-consuming and laborious and can not be an overall real-time measurement and long-time monitoring.
The real-time monitoring system of underground engineer based on BOTDR technology presented in this paper is for solving practical problems towards real-time monitoring. The real-time monitoring system of underground engineering based on BOTDR technology is composed of three main sub-component, data collection terminals, data transmit terminals and data processing terminal. Data collection terminal is mainly responsible for data collection, and then wirelessly transmitted to our data transmission terminals, and then the data from the terminal is send to the surface of the data processing terminal for analysis and processing.
This article complets the form of a small wireless network from sensor to the transmission equipment, and successfully uses the BOTDR technology to achieve the real-time sensing pressure experimental test of light into the ring, and uses the light into the ring for transmitting signal we have collected. This study has great practical significance for the safety of underground works.
由于我国现有的地下工程挖掘安全保护手段还不够完善,尽管有着各种勘探,探测等提前检测手段,但仍然无法保证地下工程挖掘的实时安全性,在施工中仍会出现坍塌、突水、涌砂等现象。此外,传统的监测方法是边测量,边掘进,边移动测试工具,使用起来费时费力且不能进行整体实时测量和长时监控。
而本文提出的基于BOTDR技术的地下工程实时监测系统正向着实时监控解决实际问题。基于BOTDR技术的地下工程实时监测系统由三大部分组成,数据采集终端,数据传输终端和数据处理终端。数据采集终端主要负责数据信息的采集,然后用无线的方式传输到我们的数据传输终端上,再由数据传输终端把数据发送到地表的数据处理终端进行分析处理。
本文完成了传感器到传输设备的小型无线网络的组建,并成功的利用了BOTDR技术实现了光纤成环实时感应压力的实验测试,并且利用成环光纤传输采集到的信号。本文的研究对地下工程的安全性具有很大实际意义。
This article is a sub-topic of Ministry of National Education Project "The Practice and Performance Research of Communication Integrated Training System for Experiment," item number is JZW20080 .
As our existing security protection means of underground mining project are not perfect enough, despite all prospecting, exploration and other early detection methods, but it is still no guarantee that real-time underground construction excavation safety, accident will appear in the construction, such as throw , collapsed suddenly in water, Chung sand and so on. In addition, traditional monitoring methods is tunneling while measureing and remove mobile testing tool, it will use time-consuming and laborious and can not be an overall real-time measurement and long-time monitoring.
The real-time monitoring system of underground engineer based on BOTDR technology presented in this paper is for solving practical problems towards real-time monitoring. The real-time monitoring system of underground engineering based on BOTDR technology is composed of three main sub-component, data collection terminals, data transmit terminals and data processing terminal. Data collection terminal is mainly responsible for data collection, and then wirelessly transmitted to our data transmission terminals, and then the data from the terminal is send to the surface of the data processing terminal for analysis and processing.
This article complets the form of a small wireless network from sensor to the transmission equipment, and successfully uses the BOTDR technology to achieve the real-time sensing pressure experimental test of light into the ring, and uses the light into the ring for transmitting signal we have collected. This study has great practical significance for the safety of underground works.
引文
[1]何公社.基于位移反分析和安全预报要求的深基坑工程施工监测[J]安徽地质, 2007,(03) .
[2]王启耀,郑永来,凌宇峰,杨林德.近距离双线盾构隧道施工相互影响的监测与分析[J]地下空间, 2003,(03) .
[3]窦庆峰,岳顺,代高飞.岩石直接拉伸试验与劈裂试验的对比研究[J]地下空间, 2004,(02) .
[4]李二兵,谭跃虎,段建立.地质雷达在隧道工程检测中的应用[J]地下空间与工程学报, 2006,(02) .
[5]宁张伟,谢雄耀,黄宏伟.某钢厂热轧带钢漩流池圆形基坑监测分析[J]地下空间与工程学报, 2007,(S2) .
[6]蒋美蓉,孙尚业,金丰年.地下工程混凝土衬砌检测技术应用探讨[J]地下空间与工程学报, 2007,(S2) .
[7]陶西贵,于江,梁龙喜.公路隧道渗漏问题检测分析及治理[J]地下空间与工程学报, 2008,(03) .
[8]叶为民,李秋芳,陈宝,黄雨,梅正君.施工对土体扰动及其检测技术研究进展[J]地下空间与工程学报, 2009,(02) .
[9]杨林德,钟才根,曾进伦.基坑支护位移和安全性监测的动态预报[J]土木工程学报, 1999,(02) .
[10]徐茂辉,谢慧才.混凝土密实度的雷达检测方法[J]四川建筑科学研究, 2005,(04) .
[11]靳晓光,李晓红,王兰生.滑坡钻孔倾斜量测及数据处理[J]成都理工学院学报, 2002,(02) .
[12]赵廷超,黄尚廉,陈伟民,付勇.光纤传感器用于混凝土结构状态检测的研究[J]传感技术学报, 1997,(03) .
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[16]何发亮,李苍松.隧道施工期地质超前预报技术的发展[J].现代隧道技术,2001,38(3):12~15
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[18]赵永贵.中国工程物理研究的进展与未来[J].地球物理学进展,2002,17(2):301-304
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[21]方建立,应松,贾进.地质雷达在公路隧道超前地质预报中的应用[J].中国岩溶,20024(2):160~163
[22]代高飞,夏才初,毛海河.地质雷达在隧道超前预报中的应用[J].西部探矿工程,2004 100(9):118-120
[23]黄秀成,秦之富,朱如荣等.公路隧道地质雷达地质预报方法探讨[J].公路交通技术, 2004,(5):107-111
[24]唐龙,孙晓宾.应用地质雷达探测隧道地质构造[J].山西建筑,2001,27(3):148~1
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[29]郭纯,李文军,李书现.瞬变电磁技术在巷道掘进头连续追踪超前探测的效果[J].能技术与管理,2006,(2):54-55
[30]薛国强,宋建平,李琳.用瞬变电磁法识别地下电性分界面[J].煤田地质与勘探,200, 31(5):49~51
[31]唐建华,李学东.TSP203超前地质预报在朱家岩隧道中的应用研究[J].公路交通科(应用技术版),2003,21(1):149-152
[32]王振卿,何振起.TSP203地质预报系统在岩溶地区的应用[J].工程地球物理学报,200,3(l):60~63
[33]高辉,杨振江,张素磊.TSP探测技术在铜锣山隧道塌方中的应用[J].山西交通科技,2006,183(6):27-29
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[40]黄民双,陈伟民,黄尚廉,王新强.基于Brillouin散射的分布式光纤拉伸应变传感器的理论分析[J]光电工程, 1995,(04) .
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[43]张丹,施斌,徐洪钟,高俊启,朱虹. BOTDR用于钢筋混凝土T型梁变形监测的试验研究[J]东南大学学报(自然科学版), 2004,(04) .
[44]施斌,徐洪钟,张丹,丁勇,崔何亮,陈斌,高俊启. BOTDR应变监测技术应用在大型基础工程健康诊断中的可行性研究[J]岩石力学与工程学报, 2004,(03) .
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