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冻土瞬态温度场的分布式光纤监测方法及应用
  • ISSN号:1000-4548
  • 期刊名称:《岩土工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU411[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程] TN247[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]南京大学光电传感工程监测中心,江苏南京210093
  • 相关基金:国家杰出青年科学基金资助项目(40225006);国家自然科学基金资助项目(40572154).致谢:感谢上海波汇通信技术公司为本试验研究提供仪器.
中文摘要:

基于拉曼光时域反射计(ROTDR)技术,提出了冻土瞬态温度场的分布式光纤监测方法。应用该方法对初始含水率分别为20%,40%与60%的下蜀土试样在一个冻融循环内的瞬态温度场进行了实时监测;获得了监测数据的时空矩阵;提取出未冻土、正冻土、正融土与融土瞬态温度场的多项形态分布,包括局部形态分布、负温边界形态分布、既定位置形态分布以及既定时刻形态分布等;识别出环境负温骤升行为对冻土瞬态温度场形态分布的扰动特征;表明了传感光纤护套对其温度响应具有延迟效应。试验结果还表明:正冻土温度变化速率与其初始含水率间存在反相关性,而正融土温度变化速率与其初始含水率间无单调相关性。

英文摘要:

A monitoring method for transient temperature field of frozen soil using distributed optical fiber sensors was developed based on Raman optical time-domain reflectometry (ROTDR). Three Xiashu soil specimens with their respective water content of 20%, 40% and 60% were monitored under a cycle of freezing and thawing, when the method was employed in real time. A space-time matrix of the monitored data was obtained. Several distribution features of the transient temperature field, including local distribution, negative temperature boundary distribution, specific-position distribution and specific-time distribution, were extracted from the matrix in the respective phases of unfrozen soil, freezing soil, thawing soil and thawed soil. The disturbed feature resulted from an abrupt temperature rising of the environment was identified. It was discovered that the coating of sensing fiber resulted in a lagging effect of temperature response. It was also shown that there was an inverse correlation between the speed of temperature variation and the initial water content for freezing soil, but no monotonic correlation for the thawing soil.

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期刊信息
  • 《岩土工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国水利学会 中国土木工程学会 中国力学学会 中国建筑学会 中国水力发电工程学会 中国振动工程学会
  • 主编:蔡正银
  • 地址:南京虎踞关34号
  • 邮编:210024
  • 邮箱:ge@nhri.cn
  • 电话:025-85829553 85829534
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4548
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1124/TU
  • 邮发代号:28-62
  • 获奖情况:
  • 中国科协二等奖,江苏省首届优秀期刊奖,连续三次被评为核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:54826