Experimental study on joint sensing and early warning method of landslide disaster based on NPR‑OFST
01摘要
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为了探索更有效的滑坡灾害监测与控制方法，以PVC管材为中介，将NPR锚索与光纤光栅应变传感器物理组合，形成边坡加固监测一体化系统。根据牛顿力监测系统对滑坡灾害的及时预警，进行了物理模型试验。同时，光纤传感技术具有连续感知时间和空间的条件。讨论了边坡失稳全生命周期监测和潜在滑面定位的可行性。通过对试验结果的分析，得出光纤光栅应变传感器可以有效地监测边坡的深部位移。PVC管与土体具有变形协调性，能与组合式锚索传感装置一起有效加固边坡体，并能在边坡全生命周期内连续感应潜在滑动面。通过牛顿力监测曲线与光纤光栅应变监测结果的对比，进一步验证了“牛顿力突然下降，灾祸立即发生”的力学规律。验证了光纤传感技术与牛顿力监测相结合的传感预警方法的可行性。该方法实现了牛顿力监测系统的进一步优化。
02图表
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03结论
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本文研究了外荷载作用下NPR锚索锚固边坡的全生命周期特性。通过对坡面施加荷载，模拟了模型边坡的稳定性和变形演化过程。光纤光栅应变传感器与NPR锚索物理组合，构成锚索传感装置。形成了监测加固综合系统，对边坡进行全生命周期监测和稳定性分析。通过对光纤光栅应变监测结果进行处理，并与牛顿力监测结果进行对比分析。验证了采用牛顿力作为滑坡监测预警主要参数的合理性，分析了边坡失稳变形及力学特性。根据本实验研究，得出以下结论:
(1)验证了光纤传感器网络边坡稳定性监测模型的可靠性和准确性。根据监测结果，得出光纤光栅测点在大变形时发生失效的结论。因此，在现场施工时，应充分考虑光纤的监测范围，并采取适当的保护措施，防止光纤因断裂、弯曲和损耗过大而失效。
(2)验证了PVC管作为光纤光栅与NPR锚索组合介质的可行性。锚索传感装置的形成可以充分利用光纤光栅应变传感器的高灵敏度，充分利用PVC管保持土体变形协调的能力。通过锚索传感装置，可以实现对边坡的全生命周期监测。
(3)采用光纤光栅锚索传感装置可测量边坡岩体内部位移。通过对比光纤光栅测得的应变数据和牛顿力监测数据，得出牛顿力的变化先于加速度的变化，力的变化是物体状态变化的原因。进一步验证了“牛顿力突然下降，灾祸立即发生”的力学规律。
(4)通过试验，锚索传感装置能对边坡体形成良好的加固效果。能够及时预警滑坡灾害的发生，及时定位滑坡潜在破坏面。实现了边坡失稳的综合监测与治理。NPR-OFST联合传感预警方法是对牛顿力监测系统的进一步优化。
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