光纤传感技术在锚杆拉拔试验中的应用研究

"基于FBG-BOTDA的锚杆拉拔试验研究" 本文主要探讨了在煤矿巷道支护中，如何利用光纤传感技术提高锚杆锚固质量的监测效率和准确性。锚杆支护作为经济且有效的支护手段，其锚固质量直接影响巷道稳定性和矿井安全生产。传统监测方法存在局限性，而光纤传感技术因其高精度、远程实时监测的特性，逐渐在岩土工程中得到应用。 作者提出了一种结合FBG（光纤光栅）和PPP-BOTDA（偏振保持布拉格光栅分布式应变温度分析）两种光纤传感技术的联合监测方法，旨在弥补单一传感器的不足。FBG传感器能够精确捕捉关键点的受力情况，而BOTDA则可以全面监测锚杆的应力分布。在室内锚杆拉拔试验中，这两种传感器被间隔布置在锚杆主表面，记录不同拉拔载荷下的轴向应力变化。通过对比分析，发现在距孔口55 cm以内区域，锚杆的轴向应力主要受到拉拔载荷的影响，且呈负指数分布，这一发现与ANSYS软件进行的数值模拟结果相吻合。 试验材料选取了与煤矿半坚硬顶板相似的材料，包括普通硅酸盐水泥和标准砂，以模拟实际工况。试验测试系统包括了@AB传感器和FBG-BOTDA系统，传感器的中心波长各不相同，确保了数据的全面性和准确性。此外，通过E7(F数值模拟，进一步验证了试验结果的可靠性和有效性。 该研究不仅为光纤传感技术在锚杆支护领域的应用提供了新的思路，也为矿井安全监测提供了技术支持。未来的研究可能将进一步优化传感网络布局，提高监测系统的响应速度和数据处理能力，以实现更加智能化的锚杆支护监测解决方案。