光纤光栅传感技术在岩石变形监测中的模拟实验研究

"该研究是关于使用光纤光栅技术监测岩石变形的模拟实验，主要针对松散含水岩层在失水后可能引发的沉降变形问题。通过预设钻孔埋入光纤Bragg光栅，研究人员在实验室中对水泥砂浆试件进行了拉伸和压缩实验，以观察光纤光栅的波长变化。实验结果表明，光纤光栅传感技术能有效捕捉不同受力状态下岩石的变形情况，提供连续和实时的监测能力，对于预测和防止岩体变形破坏具有重要意义。" 光纤光栅测试岩石变形的试件模拟实验研究旨在解决松散含水岩层因失水可能导致的地质问题，尤其是对矿井安全的影响。实验中，研究人员利用光纤Bragg光栅这一高科技工具，通过对水泥砂浆试件的模拟实验来模拟真实岩层的受力状态。光纤Bragg光栅传感器被预先埋设在试件中，通过测量其在受力时的波长偏移量，能够准确反映出岩石在拉伸和压缩状态下的变形程度。 光纤Bragg光栅传感器是光纤通信和光纤传感技术中的关键元件，它利用光的布拉格反射原理，当外部环境（如压力、应变或温度变化）改变时，光栅的反射波长会发生变化。这种特性使其在监测岩石变形时具有独特的优势，可以承受恶劣环境，提供高精度的数据，并且能够实现远程和实时监测。 实验部分包括了四种水泥砂浆试件的拉伸和压缩测试，通过对光纤光栅波长变化的分析，揭示了不同受力条件下岩石变形的特征。这种方法相比于传统的白光DSCM、热红外观测法和混沌预测法，具有更高的连续性和实时性，尤其适合于大型岩土工程的变形监测。 此外，光纤光栅传感技术已经在航空航天、混凝土结构和复合材料等领域得到广泛应用，显示出其在各种复杂环境下的适应性和可靠性。将这项技术引入到地质灾害的预测和防治中，可以提高对岩体变形的预警能力，从而有效预防和减少由岩石变形引发的安全事故，确保矿山和其他岩土工程的稳定性和安全性。 这篇论文探讨了光纤光栅传感技术在岩石变形监测中的潜力，为未来类似工程提供了新的监测手段和技术支持，对于岩土工程领域的发展具有积极的推动作用。