[发明专利]基于光纤光栅的路基沉降变形监测系统及其安装方法

权利要求书

1.一种基于光纤光栅的路基沉降变形监测系统，其特征在于：包括光纤光栅解调仪(6)、与解调仪(6)相连接的电源装置和接收设备；还包括与光纤光栅解调仪(6)通过光纤光栅引线(38)连接的光纤光栅沉降计(3)、与光纤光栅沉降计(3)顶部固定连接的支撑装置(1)，以及与光纤光栅沉降计(3)底部固定连接的沉降装置(2)；所述沉降装置(2)通过支撑装置(1)固定在地面铺垫层(5)上，所述光纤光栅沉降计(3)与沉降装置(2)同步向下沉降变形，所述光纤光栅解调仪(6)对沉降装置(2)的下沉引起光纤光栅沉降计(3)内光纤光栅波长的变形进行分析后，将波长信号传输给接收设备；

所述光纤光栅沉降计(3)包括顶部不动段(37)、底部拉伸段和两根光纤光栅引线(38)；所述顶部不动段(37)与支撑装置(1)通过固定夹具(4)连接固定，所述底部拉伸段下端与沉降装置(2)固定连接，所述光纤光栅引线(38)与温度补偿传感器(39)连接；

所述底部拉伸段包括通过圆盘(31)固定在底座(21)上的底部拉伸杆(32)和拉伸杆保护管(35)，所述底部拉伸杆(32)内含金属丝(33)，所述金属丝(33)周围含有柔性填充物(34)，金属丝(33)随着沉降装置(2)的下沉而拉伸，进而带动顶部不动段(37)内光纤光栅的变形；

所述支撑装置(1)包括钢筋(11)和支撑底板(12)，所述钢筋(11)竖直固定在支撑底板(12)上；

所述沉降装置(2)包括底座(21)、接管(22)和管箍(23)，所述底座(21)通过钢筋(11)固定在铺垫层(5)上，所述若干个接管(22)依次穿过钢筋(11)后，接管与接管之间采用管箍(23)连接。

2.一种如权利要求1所述的基于光纤光栅的路基沉降变形监测系统的安装方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)分别在高速公路路基左、中、右位置打孔，打孔深度至路基底部基岩处，将底部固定有支撑底板(12)的钢筋(11)插入孔洞底部并在周围进行喷浆锚固作为不动点；

(2)对整平后的原地面向下开挖，并对开挖后的坑底进行整平，铺撒细沙作为铺垫层(5)，将底座(21)竖直穿过钢筋(11)后，置于坑底铺垫层(5)上；

(3)将光纤光栅沉降计(3)底部拉伸杆圆盘(31)与底座(21)固定，沉降计(3)顶部与钢筋(11)通过固定夹具(4)相连接；

(4)将若干接管(22)从钢筋(11)上部套上后，接管之间首尾相连接、旋紧，直至接管高于原地面设定距离时停止，将两根光纤光栅引线(38)从接管(22)内引出；

(5)将引出的光纤引线线圈系在接管(22)上，对光纤跳线接头进行遮挡覆盖；

(6)在沉降装置(2)四周进行回填直至原地面，并进行压实；

(7)将光纤引线连接至光纤光栅解调仪(6)，将解调仪(6)连接电源和电脑，记录传感光纤的波长数据，记录并捕捉峰值。