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DSS 应变传感光缆应变传递:注浆粘结与安装质量核查

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技术文章

识别分布式光纤传感中的应变传递损耗与注浆脱粘误差,将传感光缆、注浆材料及现场施工工艺作为完整的测量系统进行整体鉴定。

作者:TEBAOFLEX Jyen。首次发布于 2026 年 8 月 14 日。

分布式应变传感曲线反映的是传递至光纤内部的应变,并不自动等同于地层位移或结构应变。因此,从基体材料经灌浆料到光缆各层的耦合关系,与解调仪及其空间分辨率一样,均属于测量系统设计的一部分。

梳理载荷传递路径

  • 基体至灌浆层:考虑钻孔状况、灌浆连续性、养护、收缩以及与周围介质的相容性。
  • 灌浆层至护套:考虑表面形貌、粘结长度、围压约束及预期的安装方式。
  • 护套至传感光纤:明确哪些元件为机械耦合元件,哪些为特意设计的应变隔离元件。
  • 光纤至报告应变值:计入标定系数、温度敏感性、标距长度及信号处理方法。

偏低或展宽的应变峰值可能与界面滑移相符,但也可能反映测量分辨率、温度效应、载荷变化或其他部位的损伤。切勿仅凭单一曲线形态就判定发生脱粘。

依据实际的传感光缆结构图

Solifos 公布的 BRUsens BSSH V13 混合设计同时包含应变传感光纤与独立的松套管传感单元,并提供光面或纹理护套选项。这些特定制造商的设计细节并不支持全面禁用光面护套的通则,也不构成 TEBAOFLEX 同等型号或现场粘结强度的依据。

应根据测量目标选择光缆:DSS 需要良好的应变传递,而温度参考光纤则需要机械解耦。光缆标称的应变范围并不能证明所有灌浆界面都能在不发生滑移的情况下传递该范围的应变。

对灌浆料与安装条件进行鉴定

岩土或结构设计人员应选定灌浆体系、安装顺序、锚固方式及预张力。单一的水灰比或配重无法同时适配硬岩、软土、混凝土以及所有光缆结构。预张力必须兼顾光缆的允许安装载荷与所需的测量量程。

代表性试验应复现护套、灌浆料、养护条件、粘结长度及加载模式。将光纤读数与独立的位移或应变测量结果进行比对,并涵盖温度补偿及卸载响应。应记录滑移量、滞回特性和有效传递长度,而非仅报告峰值拔出力。

应变计算示意

假设 1 m 长度上发生 2 mm 的均匀变形,则平均应变为 0.002,即 2,000 微应变。集中在较短传递区内的 2 mm 裂缝张开量不会产生相同的局部应变分布。解调仪标距长度和光缆耦合特性均会影响实测峰值。本算例并非标定数据或现场实测结果。

在适用范围内应用各项标准

通用光缆拉伸与压扁试验有助于表征机械特性,但不能证明光缆与灌浆料之间的粘结性能。ASTM D7913/D7913M 针对的是混凝土中的纤维增强聚合物筋材;借用其概念时需要制定明确商定的光缆专用试验规程,而不能声称符合该标准。

调试与数据质量记录

  • 记录光缆与光纤标识、安装几何位置、锚固件、灌浆批次及养护条件。
  • 建立光学基线以及适用于所用解调仪的温度补偿方案。
  • 留存比对测量数据,并将应变传递标定或验证过程归档。
  • 将无法解释的突变或漂移视为排查触发信号;切勿仅凭未经验证的低读数就推断结构安全。

参考资料与适用范围

Solifos:BSSH V13 混合传感光缆数据表

ASTM D7913/D7913M:纤维增强聚合物筋材拔出试验适用范围

以上参考资料仅用于阐明相关工程方法或制造商指导原则,并不构成对 TEBAOFLEX 产品的认证,亦不代表所供批次的实测结果。

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