[01703198]土石坝分布式光纤渗流热监测技术示范与推广

项目将分布式光纤空间上的连续测温功能与土石坝的渗流、温度耦合分析结合起来,形成了一套完整的土石坝渗流监控新理论与新方法,并在辽宁青山水库和南水北调中线一期工程中进行示范与推广应用,取得了以下主要成果： （1）在综合考虑直径、柔韧度、价格、发热功率等影响因素的基础上,选择铁铬铝合金电阻丝作为加热体,与单模光纤组装,成为一种新可加热的分布式光纤光缆,解决了光纤加热难题。 （2）研究了双波长矩阵运算法、双参量矩阵运算法、Bragg光栅与长周期光栅组合法、应变（温度）补偿法等方法,减少或消除了分布式光纤温度与应变之间的交叉敏感度。研究了光纤传感器和单模光纤之间的熔接损耗以及光纤传感器与光纤传感器之间的熔接损耗及相应的解决措施。 （3）在分布式光纤的传感技术及其测试原理的基础上,结合辽宁青山水库心墙坝和南水北调中线一期工程膨胀土高填方渠道,研究了分布式光纤的安装埋设技术。进行了分布式光纤传感器的测试精度及可靠性试验研究,分析了分布式光纤传感器存在的主要问题,并研究了相应的解决方案。 （4）研究了土石坝（渠道）土体温度场与渗流场之间的相互影响机理,并在此基础上提出了土石坝（渠道）渗流场与温度场的耦合分析模型。 （5）以辽宁省葫芦岛市青山水库和南水北调中线一期工程膨胀土高填土石坝为研究对象,埋设了分布式光纤,并开展了渠道充水前、后,水库蓄水前、后的观测与成果分析;同时利用数值计算方法,建立了渗流场与温度场的有限元分析模型。模型基于非饱和渗流理论,解析了复杂的非稳态渗流问题,自动计算渗流自由面,模拟充水后土石坝（渠道）土体逐渐浸湿的过程,并将渗流水的影响加入土石坝（渠道）土体温度场计算中,实现双场耦合计算。 该项目示范应用表明,分布式光纤渗流监测技术可以较好地应用于土石坝渗流监测中,具有较好的工程实用价值和应用推广前景。