一种基于OFDR的土体张拉力学特性光纤监测与测试方法及装置

    公开(公告)号:CN109187194A

    公开(公告)日:2019-01-11

    申请号:CN201811256745.9

    申请日:2018-10-26

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明涉及一种基于OFDR的土体张拉力学特性光纤监测与测试方法及装置,所述应变感测光纤沿水平向铺设于土梁中;所述的试验仪主要由反力支架、加载系统、OFDR信号解调与处理模块、数字图像采集与分析装置组成,OFDR信号解调与处理模块与土梁中的应变感测光纤连接,实时采集土梁内部的应变分布数据,显示光波量和土梁强度等,数字图像采集与分析装置追踪土梁表面的位置变化,得到土梁受力变形后的应变场和位移场,和光纤测得数据互相校核。本发明能实时监测四点弯曲试验过程中土梁表面以及内部的开裂变形信息以及拉压应变的时空演化规律,测定不同含水率、干密度等条件下土体的抗拉强度,掌握土体受拉后的弹塑性应力-应变本构关系。

    一种测量土体含水率的准分布式系统、传感装置和方法

    公开(公告)号:CN108279211A

    公开(公告)日:2018-07-13

    申请号:CN201810255193.3

    申请日:2018-03-25

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种测量土体含水率的准分布式系统、传感装置和方法,其中测量土体含水率的准分布式系统,包括传感装置、光纤光栅解调设备和计算机;传感装置包括光纤光栅和亲水橡胶,光纤光栅和亲水橡胶紧密封装在一起;传感装置中的光纤光栅通过光纤引至光纤光栅解调设备;光纤光栅解调设备与计算机连接。本发明的准分布式系统和方法利用FBG复用技术可以在一条光纤上串联多个含水率传感装置,将传感装置埋设在土体中,实现对一定区域和深度范围土体含水率的准分布式、实时监测,为各类土体的工程性质研究和应用提供含水率的分布特征及其变化的有效信息。传感装置通过测量光纤形变得到原位土体的含水率,减少了取样、运输造成的测量误差。

    一种分布式光纤感测地基变形、确定地基破坏形式与承载力的方法

    公开(公告)号:CN106049399B

    公开(公告)日:2018-06-12

    申请号:CN201610355412.6

    申请日:2016-05-26

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明涉及一种分布式光纤感测地基变形、确定地基破坏形式与承载力的方法,包括如下步骤:在地基不同深度处横向开槽、埋入分布式应变感测光纤并回填土;采用加载装置在置于地基土表面的承压板上分级施加荷载;利用光纤解调设备测量光纤在不同荷载下的应变值;通过插值画出地基土体应变云图,并判断地基破坏形式;采用双曲线函数对荷载–特征点应变曲线(即p‑ε曲线)进行拟合并求出地基土体的极限承载力值。本发明与传统方法的不同在于采用分布式光纤感测技术对地基内部的变形进行高精度、全自动、分布式的监测,通过监测结果可以直观、迅速地判断地基的破坏形式并确定地基土体的承载力。

    一种高效率岩土体离散元数值计算颗粒搜索和运行方法

    公开(公告)号:CN104239414B

    公开(公告)日:2018-01-16

    申请号:CN201410405178.4

    申请日:2014-08-15

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 一种高效率岩土体离散元数值计算颗粒搜索和运行方法,该方法包括基于划定空间网格和颗粒窗口搜索最优邻近颗粒,以及通过累积颗粒位移控制和减少搜索算法运行。对于岩土体等非流体数值模拟,使用位移矩阵控制窗口搜索算法,通常数万次迭代才需要运行一次搜索算法,显著提高了离散元数值方法的速度,可实现岩土体大规模颗粒系统的动态模拟。

    一种分布式传感光缆的随钻布设方法及装置

    公开(公告)号:CN107543568A

    公开(公告)日:2018-01-05

    申请号:CN201710832188.X

    申请日:2017-09-15

    Abstract: 本发明涉及一种分布式传感光缆的随钻布设方法及装置,所述电动机、卷扬机、行走机构和机架固定于底座上;所述定滑轮组安装于机架顶端;所述振动装置顶端,通过拉索绕过定滑轮组,与卷扬机连接;所述振动装置底端,与套管顶端固定连接;所述套管底端安装管靴。该随钻布设方法主要包括以下步骤:1)清场:清整场地,标记测量点;2)就位:光缆布设机就位;3)沉管:振动沉管至规定深度;4)提管:提升套管,光缆固于孔内;5)换锤:剪断、松开光缆,换上新的光缆护锤;6)移位:移动光缆布设机至下一个标记点,重复操作进行下一轮布设;7)监测:光缆互联形成分布式的监测网络。具有微创、安装简单、无需回填材料等优点。

    适用于GPU纯矩阵运算的快速离散元数值计算方法

    公开(公告)号:CN104239277B

    公开(公告)日:2017-04-12

    申请号:CN201410405053.1

    申请日:2014-08-15

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 适用于GPU纯矩阵运算的快速离散元数值计算方法,包括步骤:(1)建立邻近颗粒矩阵和颗粒离散元堆积模型;将颗粒由1到m编号,将可能与颗粒接触的邻近颗粒编号存储在邻近颗粒矩阵Pn的相应行中,行长度差异用m+1虚颗粒编号填充;(2)实现纯矩阵迭代计算颗粒受力;基于邻近颗粒矩阵,将邻近颗粒坐标和属性转化成与邻近颗粒矩阵对应的m*n矩阵形式。在离散元迭代运算中,通过矩阵计算得到颗粒初步受力矩阵Fn0(矩阵大小m*n)。(3)使用接触关系矩阵对受力计算结果进行过滤,完成迭代计算。根据受力等因素计算接触关系布尔矩阵Bc,利用Bc筛选出Fn0中的实际受力单元,得到颗粒实际受力矩阵Fn,计算合力并完成颗粒运动模拟。

    一种多边界条件膨胀仪及土体膨胀试验方法

    公开(公告)号:CN105891105A

    公开(公告)日:2016-08-24

    申请号:CN201610425067.9

    申请日:2016-06-15

    Applicant: 南京大学

    CPC classification number: G01N19/00

    Abstract: 本发明公开了一种多边界条件膨胀仪及土体膨胀试验方法,包括下部支撑平台、上部固定框架、边界条件模拟机构、载样室和测量机构,所述上部固定框架、边界条件模拟机构、载样室均安装在下部支撑平台上,测量机构安装在上部固定框架中。本发明设计了等刚度柔性边界模拟单元,同时集成了恒体积和恒应力边界模拟单元,与传统的膨胀仪器相比,可在多种边界条件下进行试验,分析边界条件对土体膨胀性能的影响;且本发明可设计不同试验路径,分析试验路径对土体膨胀性能的影响;采用了传感测量装置和数据采集装置,测试精度高,数据采集方便;装置结构简单新颖,操作简便,受人为因素影响小,成本低,数据可靠。

    一种岩土体渗流速率分布式监测方法及系统

    公开(公告)号:CN103439239B

    公开(公告)日:2015-12-23

    申请号:CN201310397600.1

    申请日:2013-09-04

    Abstract: 本发明公开了一种岩土体渗流速率分布式监测方法及系统,所述方法包括如下步骤:碳纤维光缆埋设于岩土体中;通电加热,利用DTS解调设备解调、记录碳纤维光缆通电加热过程中的温度值;运用数据处理分析系统确定碳纤维光缆特征温度值,根据碳纤维光缆特征温度值与岩土体渗流速率的线性关系Tmax=b-aV,计算出岩土体渗流速率,其中Tmax为碳纤维光缆特征温度值,V为岩土体渗流速率,a和b为常数。所述系统包括电源与电流控制系统、碳纤维光缆、DTS解调设备、数据处理分析系统。本发明采用了碳纤维光缆内加热的方法,对碳纤维光缆进行主动加热,使碳纤维光缆与周围岩土间产生较大的温差,大大提高了DTS解调设备对渗流速率的监测精度和敏感性。

    适用于GPU纯矩阵运算的快速离散元数值计算方法

    公开(公告)号:CN104239277A

    公开(公告)日:2014-12-24

    申请号:CN201410405053.1

    申请日:2014-08-15

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 适用于GPU纯矩阵运算的快速离散元数值计算方法,包括步骤:(1)建立邻近颗粒矩阵和颗粒离散元堆积模型;将颗粒由1到m编号,将可能与颗粒接触的邻近颗粒编号存储在邻近颗粒矩阵Pn的相应行中,行长度差异用m+1虚颗粒编号填充;(2)实现纯矩阵迭代计算颗粒受力;基于邻近颗粒矩阵,将邻近颗粒坐标和属性转化成与邻近颗粒矩阵对应的m*n矩阵形式。在离散元迭代运算中,通过矩阵计算得到颗粒初步受力矩阵Fn0(矩阵大小m*n)。(3)使用接触关系矩阵对受力计算结果进行过滤,完成迭代计算。根据受力等因素计算接触关系布尔矩阵Bc,利用Bc筛选出Fn0中的实际受力单元,得到颗粒实际受力矩阵Fn,计算合力并完成颗粒运动模拟。

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