[實用新型]一種溫控光纖-土體拉拔試驗裝置

有效

• 申請號: 202020004728.2
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN211374346U
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 裴華富;宋懷博;田世豪;朱鴻鵠;楊鋼;楊慶
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01L1/24;G01B11/16
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本實用新型屬于巖土工程能源巖土技術領域，公開了一種溫控光纖?土體拉拔試驗裝置。該溫控光纖?土體拉拔試驗裝置包括溫控系統、測試系統和量測系統。本實用新型能夠控制土樣溫度，便于研究不同溫度土體條件下光纖?土體界面力學性質的差異性。測量精度高。本實用新型利用單點式FBG應力測量，避免準分布式或分布式測量產生的誤差和精度不足的問題。本實用新型結構簡單，操作簡便，在能源巖土領域具有良好的應用前景。

技術領域

本實用新型屬于巖土工程能源巖土領域，涉及一種溫控光纖-土體拉拔試驗裝置，并進一步包含其測試原理及方法。

背景技術

淺層地熱能的開發和利用已經成為一個我國重要的能源戰略發展方向，已經納入了國家發展規劃之中。作為淺層地熱能的新興利用方式，能量樁、能量隧道、能量地下連續墻等能源地下結構節省了投資，同時能夠獲取大量的地熱能，因而產生了可觀的經濟效益。在能源巖土領域，變形監測一直是評價能源結構工程穩定性的一個重要指標。如何對巖土體和結構體進行有效的變形監測，對于能量巖土的發展具有重要意義。

在傳統巖土工程領域的變形監測中，監測對象多為巖土體本身，即需要獲得由于某種作用引起的巖土體變形，例如地面沉降、采動覆巖變形、滑坡地下變形等。通常所采用的監測方法是將感測光纖等傳感器置于巖土體表面或者內部，將巖土體和感測光纖看作是一個整體，光纖所獲取的數據即為巖土體的變形。然而，這種方法，并未考慮感測光纖與待測巖土體之間的耦合性，這種耦合性可能會對測試結果的準確性產生較大的影響。能源巖土領域與傳統巖土領域的變形監測最大的不同之處在于是否有溫度的影響。作為利用淺層地熱能的媒介，能源巖土工程問題受到變化溫度場的作用。因此，在使用感測光纖解決能源巖土領域的變形監測問題的時候，需要同時考慮感測光纖、巖土體以及溫度場三者之間的耦合效應，以獲取較為精確的監測結果。另外，感測光纖與被測物是否協調變形是影響監測精度的關鍵因素，掌握傳感光纖和周圍土體的應變傳遞機制，也是能源巖土工程中亟待解決的問題。

因此，本實用新型針對上述問題，利用光纖光柵檢測技術，提供一種能控制土體溫度的測量光纖-土體界面力學性質的光纖光柵拉拔裝置及其方法，可有效監測不同溫度條件下光纖-土體界面的應力應變剪切特性，促進能源巖土工程的發展。

實用新型內容

本實用新型基于FBG光纖光柵應力測量技術，提供一種能控制土體溫度的測量光纖-土體界面力學性質的光纖光柵拉拔裝置及其方法，可方便快捷的測試出不同溫度下光纖土體的剪切特性。

本實用新型的技術方案：

一種溫控光纖-土體拉拔試驗裝置，包括溫控系統、測試系統和量測系統；

所述的溫控系統主要由高精度溫濕度控制儀1、進出風管2、恒溫室3、恒溫室左側進出氣口3A、恒溫室右側光纖拉拔通道3B、恒溫室上蓋板3C和溫度計5組成；高精度溫濕度控制儀1通過進出風管2與恒溫室3連通；空氣加熱器的進風管與恒溫室左側進出氣口3A的進氣口密封連接，空氣加熱器的出風管與恒溫室左側進出氣口3A的出風口密封連接；恒溫室3為一前板透明、立方體加蓋箱，恒溫室右側光纖拉拔通道3B供光纖通過；恒溫室上蓋板3C的中心處開孔，供豎向加載桿15A通過；溫度計5放置于恒溫室3中，用于監測恒溫室3的氣室溫度；