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近年来，管道安全问题影响人类的正常生活，对管道的安全监测成为专家学者研究的热点。光纤凭借其自身优点被应用于管道的安全监测。由于管道通常处于埋地工作状态，裂缝很难实时被发现，找到一种有效的且可靠的管道裂缝实时监测手段显得尤为重要。
本文介绍了光纤的基本结构以及其在裂缝处的应变传递机理，给出了由裂缝宽度与光纤应变的定量关系；通过计算得出应变传递系数在裂缝处的变化规律；利用ABAQUS模拟软件计算了三种不同光纤布置方式下的应变传递系数，总结各种布置方式的优缺点及适用条件并分析了径向力对应变传递的影响。本文基于布里渊光时域分析的光纤传感原理，利用板材的拉伸试验对光纤的温敏系数及应变系数进行标定；考虑在光纤较短范围内出现两条裂缝的情况，设计试验得出多组光纤频移图像，通过分析图像特征，总结出裂缝在不同间距下的光纤频移特点，提出新的光纤监测裂缝方法。在钢筋混凝土管道上布置两种型号的光纤，并分别布置与裂缝的正交与斜交，监测裂缝的出现和扩展过程，并由光纤应变对裂缝宽度进行定量分析。根据以上研究，本文得出主要结论如下：
1、使用Abaqus有限元模拟软件，模拟了光纤在三种布设方式下的应变传递系数，分析其优缺点和适用性。模拟结果表明，埋入式光纤的应变传递曲线最稳定，应变传递效率最高；粘贴介质厚度对应变传递系数会产生影响，介质厚度越大，应变传递系数越小。
2、研究不同双缝间距情况下裂缝处布里渊频移曲线，试验结果表明不同裂缝间距会出现不同特征的频移曲线，光纤传感器在50mm范围内出现两条裂缝时，频移峰值不会发生漂移；在50mm至200mm内出现两条裂缝时，频移峰值会出现区间漂移；在200mm至250mm内出现两条裂缝时，频移峰值会出现峰值点漂移。
3、本文设计裂缝的定量分析理论仅适用于管道试验中光纤与裂缝正交的情况，斜交情况有待进一步研究。
4、0.9mm单模光纤应用于管道损伤监测时易断裂，不是最理想的材料，采用高传递紧包护套应变感测光缆效果很好；短距离内出现两条裂缝的频移特征在试验中有很好的体现；相比垂直条件，光纤与裂缝非垂直状态下，光纤传感器的精确性相对较弱。
本文介绍了光纤的基本结构以及其在裂缝处的应变传递机理，给出了由裂缝宽度与光纤应变的定量关系；通过计算得出应变传递系数在裂缝处的变化规律；利用ABAQUS模拟软件计算了三种不同光纤布置方式下的应变传递系数，总结各种布置方式的优缺点及适用条件并分析了径向力对应变传递的影响。本文基于布里渊光时域分析的光纤传感原理，利用板材的拉伸试验对光纤的温敏系数及应变系数进行标定；考虑在光纤较短范围内出现两条裂缝的情况，设计试验得出多组光纤频移图像，通过分析图像特征，总结出裂缝在不同间距下的光纤频移特点，提出新的光纤监测裂缝方法。在钢筋混凝土管道上布置两种型号的光纤，并分别布置与裂缝的正交与斜交，监测裂缝的出现和扩展过程，并由光纤应变对裂缝宽度进行定量分析。根据以上研究，本文得出主要结论如下：
1、使用Abaqus有限元模拟软件，模拟了光纤在三种布设方式下的应变传递系数，分析其优缺点和适用性。模拟结果表明，埋入式光纤的应变传递曲线最稳定，应变传递效率最高；粘贴介质厚度对应变传递系数会产生影响，介质厚度越大，应变传递系数越小。
2、研究不同双缝间距情况下裂缝处布里渊频移曲线，试验结果表明不同裂缝间距会出现不同特征的频移曲线，光纤传感器在50mm范围内出现两条裂缝时，频移峰值不会发生漂移；在50mm至200mm内出现两条裂缝时，频移峰值会出现区间漂移；在200mm至250mm内出现两条裂缝时，频移峰值会出现峰值点漂移。
3、本文设计裂缝的定量分析理论仅适用于管道试验中光纤与裂缝正交的情况，斜交情况有待进一步研究。
4、0.9mm单模光纤应用于管道损伤监测时易断裂，不是最理想的材料，采用高传递紧包护套应变感测光缆效果很好；短距离内出现两条裂缝的频移特征在试验中有很好的体现；相比垂直条件，光纤与裂缝非垂直状态下，光纤传感器的精确性相对较弱。