一种分布式光纤钻孔测试系统与方法

    公开(公告)号:CN119937023A

    公开(公告)日:2025-05-06

    申请号:CN202411991298.7

    申请日:2024-12-31

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种分布式光纤钻孔测试系统与方法,测试系统包括分布式声波传感解调仪器、结构型传感光缆、声波换能器控制台、塑料套管、声波换能器、连接电缆、耦合介质和计算机;在钻孔中植入所述结构型传感光缆和塑料套管,所述塑料套管位于钻孔中央,所述结构型传感光缆位于塑料套管和钻孔孔壁之间,并回填耦合介质。本发明的分布式光纤钻孔测试系统与方法是一种能够在工程勘测、施工和运营过程中适时投入作业的原位监测技术,用于采集钻孔声波数据,确定钻孔深度范围内岩土体类型及其状态。该系统和方法具有灵敏度高、耐久性好的特点,可以实现原位、长期的地层结构信息采集,以及超高密度或极高空间分辨率的地层受扰动状态扫描。

    一种地层扰动状态原位监测系统与监测方法

    公开(公告)号:CN119916474A

    公开(公告)日:2025-05-02

    申请号:CN202411991422.X

    申请日:2024-12-31

    Abstract: 本发明公开了一种地层扰动状态原位监测系统与监测方法,测试系统包括分布式声波传感解调仪器、传感光缆、声波换能器控制台、塑料套管、声波换能器、连接电缆、耦合介质和计算机;在测试钻孔中植入所述传感光缆和塑料套管,所述塑料套管位于钻孔中央,所述传感光缆呈U型布设并与塑料套管紧贴。本发明的地层扰动状态原位监测系统与方法是一种能够在工程施工和运营过程中适时投入作业的原位监测技术,利用钻孔声波测试采集的数据,可以确定钻孔深度范围内岩土体类型及其受扰动状态。该系统和方法具有经济性、耐腐蚀性、绝缘性和可靠性,可以实现原位、长期和高效率的地层结构信息采集,以及超高密度或极高空间分辨率的地层受扰动状态扫描。

    一种确定分布式光纤传感道的方法

    公开(公告)号:CN114370925B

    公开(公告)日:2022-10-18

    申请号:CN202111480654.5

    申请日:2021-12-06

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种确定分布式光纤传感道的方法,包括将弯曲元放置于光纤正上方,并沿光纤以相同间距逐点激发恒定频率的振动信号;采用分布式光纤声波传感技术测量弯曲元产生的振动信号;对试验数据采用时域统计分析和频域分析的方法,分析信号振幅在光纤各道的突变特征;采用振幅峰值相对位置偏移量和激发点振幅‑道数曲线偏度两个指标,实现相邻传感道边界的精确定位。本发明公开的一种确定分布式光纤传感道的方法,能够准确定位光纤上相邻传感道的边界,为评价分布式光纤声波传感技术的性能提供了可靠的方法。该方法所需的试验设备较为简单,均为常用仪器;该方法原理简单,通过较少的试验次数就可以获得所需的试验结果,且可靠性强。

    一种确定分布式光纤传感道的方法

    公开(公告)号:CN114370925A

    公开(公告)日:2022-04-19

    申请号:CN202111480654.5

    申请日:2021-12-06

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种确定分布式光纤传感道的方法,包括将弯曲元放置于光纤正上方,并沿光纤以相同间距逐点激发恒定频率的振动信号;采用分布式光纤声波传感技术测量弯曲元产生的振动信号;对试验数据采用时域统计分析和频域分析的方法,分析信号振幅在光纤各道的突变特征;采用振幅峰值相对位置偏移量和激发点振幅‑道数曲线偏度两个指标,实现相邻传感道边界的精确定位。本发明公开的一种确定分布式光纤传感道的方法,能够准确定位光纤上相邻传感道的边界,为评价分布式光纤声波传感技术的性能提供了可靠的方法。该方法所需的试验设备较为简单,均为常用仪器;该方法原理简单,通过较少的试验次数就可以获得所需的试验结果,且可靠性强。

    一种测量直埋式传感光缆和土体变形协调性的方法和设备

    公开(公告)号:CN111795652A

    公开(公告)日:2020-10-20

    申请号:CN202010660679.2

    申请日:2020-07-09

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种测量直埋式传感光缆和土体变形协调性的方法和设备,该方法通过竖向加载设备使得圆柱形试样发生竖向变形,采用位移计测量试样的竖向变形量,并计算试样的应变量;采用分布式光纤传感技术测量埋设于试样中心的传感光缆的应变分布,并采用求和平均的方法计算光缆应变;通过试样应变与光缆应变的比值计算土体和光缆之间的协调变形比。本发明的设备主要包括底座、压力室、加载帽、应力控制式的轴向加载设备、位移计、传感光缆、光频域反射解调仪、计算机和数据分析软件。本发明的方法原理简单,可以实现对多种土体、多种传感光缆进行测试,试验设备可重复使用,得到的协调变形比可直接用于传感光缆实测数据的修正。

    考虑膜效应的岩土体三轴试验的离散元建模及数值模拟方法

    公开(公告)号:CN107330227A

    公开(公告)日:2017-11-07

    申请号:CN201710636809.7

    申请日:2017-07-31

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明所公开的考虑膜效应的岩土体三轴试验的离散元建模方法,包括如下步骤:S1、制样容器的建模;S2、岩土体样品的建模;S3、将给定的样品单元的材料属性赋给所生成的岩土体样品,然后平衡样品单元间的受力,以完成岩土体样品的制作;S4、构建弹性膜,并将制样容器模型的刚性圆筒替换为弹性膜,为弹性膜设置相应的材料属性,以完成三轴试验离散元模型的建立。进一步的,本发明还公开一种基于该离散元模型的数值模拟方法,根据给定的加压条件,采用应力式加载对岩土体样品进行轴向施压,通过水压力对岩土体样品施加侧向围压。本发明采用膜单元来模拟三轴试验中的乳胶膜,其柔性边界更加符合室内三轴试验数值模拟的真实情况。

    一种土体失水开裂多场耦合离散元快速模拟建模方法

    公开(公告)号:CN106446402A

    公开(公告)日:2017-02-22

    申请号:CN201610841454.0

    申请日:2016-09-22

    CPC classification number: G06F17/5018

    Abstract: 本发明提供一种土体失水开裂多场耦合离散元快速模拟建模方法,即用于粘性土失水开裂的多场耦合离散元建模和模拟方法,包括:1)构建三维紧密堆积离散元模型,赋予单元含水量属性,采用有限差分思想实现水分场模拟;2)考虑水分场对离散单元抗拉强度等力学性质的影响,建立水分场和应力场的耦合;3)假定土体的三维紧密堆积离散元模型表面水分以一定速率蒸发,根据试验数据建立含水量和土体的三维离散单元收缩量的关系,并在离散元方法中计算土体的三维离散单元的变形破坏,实现粘土土体蒸发失水、收缩和开裂变形过程的多场耦合离散元快速模拟与建模。实现粘土蒸发失水、收缩和开裂变形过程的多场耦合模拟。本发明为多场作用下土体变形破坏模拟提供了一个新的方法。

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