基于弱光栅技术的地面沉降自动化监测系统

作者：何健辉,张进才,陈勇,闫星光,施斌,魏广庆,贾立翔,刘苏平

摘要：光纤监测技术具有分布式、精度高等特点,在地面沉降监测中具有独特优势。但受限于监测成本较高与监测环境复杂,目前地面沉降光纤监测多通过人工采集数据,限制了在特殊环境变化情况下地面沉降的实时信息获取。文章在地面沉降钻孔全断面光纤监测技术的基础上,设计并建立了基于弱光栅技术的地面沉降自动化监测系统。该监测系统利用弱反射光栅、时分复用、物联网和数据库等技术,通过4G无线通信手段实现了地面沉降在线自动化监测和远程数据实时采集,并通过客户端系统软件实现数据的存储、查询和分析。将其应用到衡水地区地面沉降监测中,结果表明:钻孔内土层压缩变形主要发生在以黏性土为主的隔水层(Ad2、Ad3、Ad4);受季节性地下水开采的影响,钻孔100~400 m深度范围内砂土含水层存在波动变化,在监测期内,冬季略回弹,随后春季地下水开采量增大,地下水位下降,土层呈现压缩趋势。监测结果验证了该系统的可行性与准确性,使得整个地面沉降监测流程趋于自动化、规范化和低成本化,具有广泛的应用前景。

发文机构：南京大学地球科学与工程学院 河北省地质环境监测院 河北省地质资源环境监测与保护重点实验室 苏州南智传感科技有限公司

关键词：地面沉降分布式光纤监测弱反射光栅自动化监测land subsidenceDFOSweak-reflection fiber gratingsautomatic monitoring

分类号： P642.26[天文地球—工程地质学]