Page 187 - 道路及桥梁工程检测技术管理

第四章 隧道检测理论研究

航天领域，发达国家相继应用于电力、通信、工程等领域的应变检测和监控。工
程领域主要应用于桥梁、大坝、隧道等大型基础工程的安全监测和健康诊断，
并取得了很多成功应用的经验；在日本，开始将 BOTDR 技术应用于边坡工程的

变形监测中；我国工程领域引入 BOTDR 技术相对较晚，目前主要应用于桥梁、
隧道等构筑工程的变形监测中，并取得了一定成果；在三峡水库区巫山开始将
BOTDR 应用于滑坡监测。
与常规地质灾害监测技术相比，BOTDR 技术具有多路复用分布式、长距离、

实时性、精度高和长期耐久等特点，通过合理的布设，可以方便地对目标体的各
个部位进行监测；由于其具有很好的技术应用前景，已经成为一些发达国家如日
本、美国、加拿大、瑞士等国家竞相研发的课题。
（二）BOTDR 监测的基本原理

当激光脉冲由光源出发，沿光纤传播时，在光纤中产生散射光，其后向散射
光返回并由探测器检测到；当光纤在某一点受力而产生应变，甚至断开，该点的
后向散射光强度会降低，通过比较光源脉冲与后向散射光的强度可以判断光纤的
通断情况及位置，这是 OTDR 光纤测量技术的基本工作原理。利用光纤中的自

然布里渊散射光的频移变化量与光纤所受的轴向应变之间的线性关系得到光纤的
轴向应变。通过 OTDR 定位技术和布里渊分光技术可以获得光纤在某一点的应
变信息。
（三）BOTDR 应用于地质灾害监测

BOTDR 技术还主要应用于人工构筑体的应变检测，人工构筑体外形多为线
性等近规则尺寸，材料组成多为钢筋混凝土结构，环境较为单一，在光纤选择、
铺设方式等方面容易统一控制。而滑坡体多具有地形条件复杂、物质组成多样、
变形部位不规则、环境因素较多等特点。因此，将 BOTDR 技术应用于滑坡监测

还需解决如下几个关键技术问题。
1. 光纤的选型
目前应用于应变检测的光纤主要有裸纤、紧套光纤等多种型号，每种光纤都
有各自的优缺点，采用何种光纤既能满足滑坡应变监测的需要，又可以方便施工，

抵抗来自外接因素的影响。
2. 铺设方式
光纤作为传感使用时，尽管具有极高的精度，但量程较小；由于滑坡变形

·179·