表贴式光纤光栅锚杆应变感知机理与应用研究

摘要：

自主设计一种光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)测力锚杆,基于线黏弹性黏结剂对剪切应变传递的影响,将黏结层简化为标准线性固体模型,建立光纤光栅剪切应变传递的力学分析模型,得到表贴式FBG传感器准静态应变传递关系,结合光纤光栅对轴向应变的敏感特性,推导出FBG测力锚杆光力转换方程,设计3组锚杆单轴拉伸试验验证了方程的正确性.研究结果表明:电阻应变仪测量的应变值和根据转换方程计算得到的FBG测力锚杆测量的应变值呈正比例关系,比例系数分别为1.099 69,0.976 74,1.017 35,相关系数达0.993以上.在阳煤一矿81303回风巷中构建了锚杆杆身轴力分布的光纤光栅监测系统,成功监测井下巷道锚杆杆身受力情况.

关键词：测力锚杆、光纤布拉格光栅、应变传递、光力转换方程、线黏弹性、监测

所属期刊栏目：47

分类号：TD353(矿山压力与支护)

资助基金：中央高校基本科研业务费专项基金项目2017CXNL01;江苏省高校优势学科建设工程资助项目PAPDSZBF2011-6-B35;江苏省“六大人才高峰”资助项目2014-ZBZZ-008

在线出版日期：2018-12-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1243-1251