地质与岩土工程分布式光纤监测技术

图书标准信息

• 作者 施斌；张丹；朱鸿鹄
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2019-07
• 版次 1
• ISBN 9787030605986
• 定价 298.00元
• 装帧 其他
• 开本 其他
• 页数 356页
• 字数 550千字

【内容简介】

本书是靠前外本地质与岩土工程监测分布式光纤感测技术专著，总结了作者近二十年来的研究成果。全书共分八章，系统地介绍了地质与岩土工程监测内容，分布式光纤感测技术及其性能，感测光纤传感特性、地质与岩土工程特种感测光缆研发、地质与岩土工程多场分布式光纤监测技术、地质与岩土工程分布式光纤监测系统和分布式光纤感测技术在地质与岩土工程监测中的应用。本书的出版是地质与岩土工程监测领域中的一个里程碑，标志着地质与岩土工程光纤监测技术体系的形成，为地质与岩土工程防灾减灾开辟了一个新的监测技术方向。

【作者简介】

施斌，博士，1961年10月生于江苏省启东市，籍贯江苏省海门市。1979年9月考入南京大学地质系水文地质工程地质专业学习，1986年6月硕士研究生毕业后留校工作，历任助教、讲师、副教授、教授等教职，期间于1991年9月～1995年6月在职攻读博士学位；先后在俄罗斯矿业设计院、日本地质调查所、美国麻省大学、日本茨城大学、美国北卡罗来纳大学作为访问学者工作和学习。现为南京大学特聘教授，博士生导师。施斌现任南京大学（苏州）高新技术研究院院长，南京大学地质工程与信息技术系主任；是国家杰出青年科学基金获得者，江苏省“333高层次人才培养工程”中青年科学技术带头人，江苏省高校很好科技创新团队带头人，南京市具有突出贡献的中青年专家，苏州市姑苏创新创业领军人才，苏州工业园区科技领军人才；兼任靠前环境岩土工程学会（ISEG）副主席（2000～2008），靠前智能基础设施结构健康监测学会（ISHMII）理事，中国地质学会工程地质专业委员会副主任等。
    施斌长期从事岩土工程与地质灾害的监测与评价研究，是国家重点基础研究发展计划（973计划）、国家科技支撑计划、国家重大仪器专项、国家自然科学重点基金等数十个科研项目的负责人；他创造性地建立了岩土工程与地质灾害分布式光纤监测理论与技术体系，在地质与岩土工程多场光纤监测原理、感测技术与装备、灾变机理与防治方面取得了系统的创新性成果；出版专著和教材8部；发表论文500余篇，其中SCI论文110余篇，EI论文210余篇；论文他引9800多次，其中SCI他引1500多次；获国家授权发明30余项；主编和参编国家规范和行业规程5部；创立地质与岩土工程光电传感监测靠前论坛；以完成.人成果获第47届“日内瓦靠前发明展”金奖、2018年国家科技进步奖一等奖、2017年教育部技术发明奖一等奖、2016年中国很好奖、2012年中国产学研合作创新成果奖、2008年教育部科技进步奖一等奖、2004年靠前环境岩土工程学会（ISEG）杰出贡献奖及其他省部级奖励共10余项。

【目录】

序
前言
符号表
章  绪论
  1.1  地质与岩土工程监测
  1.2  地质体的特点与监测要求
  1.3  常规监测技术及其不足
  1.4  分布式光纤感测技术
  1.5  土木工程光纤监测现状
  1.6  地质与岩土工程光纤监测现状
  1.7  本专著的主要内容
第二章  分布式光纤感测技术
  2.1  光纤与光缆
  2.2  光纤感测技术的工作原理
  2.3  光纤感测技术的分类
    2.3.1  点式光纤感测技术
    2.3.2  准分布式光纤感测技术
    2.3.3  全分布式光纤感测技术
  2.4  几种常用的分布式光纤感测技术
    2.4.1  基于布拉格光栅的准分布式光纤感测技术
    2.4.2  基于瑞利散射的全分布式光纤感测技术
    2.4.3  基于拉曼散射的全分布式光纤感测技术
    2.4.4  基于布里渊散射的全分布式光纤感测技术
  2.5  常用光纤感测技术的特点分析
第三章  分布式光纤感测技术性能研究
  3.1  概述
  3.2  FBG的感测性能
    3.2.1  FBG中心波长与应变和温度的关系
    3.2.2  光纤光栅的光敏性
    3.2.3  FBG的稳定性
    3.2.4  FBG温度与应变交叉敏感问题
  3.3  基于瑞利散射的分布式光纤感测性能研究
    3.3.1  主要性能指标
    3.3.2  提高感测性能的途径
  3.4  基于拉曼散射的分布式光纤感测性能研究
    3.4.1  主要性能指标
    3.4.2  提高感测性能的途径
  3.5  基于布里渊散射的分布式光纤感测性能研究
    3.5.1  基本性能指标
    3.5.2  提高感测性能的方法
    3.5.3  布里渊散射光谱特性分析
    3.5.4  提高空间分辨率的频谱分解法
    3.5.5  布里渊频谱降噪
  3.6  应变测量的温度补偿技术研究
    3.6.1  温度变化对光纤参数的影响
    3.6.2  温度补偿方法
第四章  光纤传感器与传感光缆
  4.1  概述
  4.2  准分布式FBG传感器
    4.2.1  FBG传感器的种类和特点
    4.2.2  FBG传感器的感测性能标定
    4.2.3  FBG传感器的感测特性研究
  4.3  全分布式传感光缆
    4.3.1  传感光缆的标定方法
    4.3.2  传感光缆的结构及护套效应
    4.3.3  传感光缆的疲劳性能
    4.3.4  传感光缆的温度感测性能对比
  4.4  缆-土耦合感测性能研究
    4.4.1  缆-土界面耦合变形力学模型
    4.4.2  缆-土界面参数及光缆测值可靠性判据
    4.4.3  缆-土界面耦合的影响因素
    4.4.4  土中直埋式光缆的应变分布特征
  4.5  传感光缆与回填材料的耦合性能研究
    4.5.1  考虑高围压的光缆-回填料耦合性研究
    4.5.2  传感光缆钻孔注浆耦合材料配合比研究
第五章  地质与岩土工程多场分布式光纤监测技术
  5.1  概述
  5.2  应变场的光纤监测技术
    5.2.1  监测原理
    5.2.2  传感光缆（器）
    5.2.3  应用实例
  5.3  应力场的光纤监测技术
    5.3.1  监测原理
    5.3.2  解调技术与传感光缆（器）
    5.3.3  应用实例
  5.4  变形场的光纤监测技术
    5.4.1  监测原理与方案
    5.4.2  解调技术与传感光缆（器）
    5.4.3  布设方式
    5.4.4  应用实例
  5.5  温度场的光纤监测技术
    5.5.1  监测原理与方法
    5.5.2  解调技术与传感光缆（器）
    5.5.3  布设方案
    5.5.4  应用实例
  5.6  水分场的光纤监测技术
    5.6.1  概述
    5.6.2  水分场分布式光纤监测原理
    5.6.3  加热型FBG传感器研制
    5.6.4  加热型传感光缆研制
    5.6.5  水分场光纤监测
    5.6.6  应用验证
  5.7  渗流场的光纤监测技术
    5.7.1  概述
    5.7.2  监测原理
    5.7.3  解调技术与传感光缆（器）
    5.7.4  渗流速率的标定
  5.8  化学场的光纤监测技术
    5.8.1  概述
    5.8.2  基本监测原理
    5.8.3  海水盐度LPG监测试验
  5.9  其他场的光纤监测技术
  5.10  地质与岩土工程分布式光纤多场监测
第六章  分布式光纤监测系统
  6.1  概述
  6.2  监测系统设计原则
  6.3  监测系统基本结构与内容
  6.4  监测数据采集与传输
  6.5  监测数据处理、分析及决策
    6.5.1  一般步骤
    6.5.2  基于小波分析的光纤监测数据处理
    6.5.3  异常区域的模式识别方法
    6.5.4  基于分布式监测的正、反演探讨
    6.5.5  基于应变场分布的岩土工程结构损伤识别
  6.6  监测数据可视化
    6.6.1  系统架构和功能
    6.6.2  数据可视化
    6.6.3  边坡稳定性评价可视化
  6.7  监测数据分析模型与预警预报
    6.7.1  监测数据的关联规则分析
    6.7.2  基于BP神经网络的边坡多场信息分析
    6.7.3  基于光纤监测的边坡稳定性评价和滑坡预警
第七章  光纤大变形监测技术与现场布设
  7.1  概述
  7.2  FBG大变形监测技术
  7.3  分布式光纤大变形监测技术
    7.3.1  定点式光纤应变监测技术
    7.3.2  分布式光纤测斜技术
    7.3.3  管式光纤变形监测技术
    7.3.4  光纤深层沉降监测技术
    7.3.5  光纤多点位移监测技术
    7.3.6  螺旋弹簧式光纤变形监测技术
    7.3.7  光纤双向传感器
  7.4  传感器与传感光缆的现场布设
    7.4.1  传感器的现场布设
    7.4.2  传感光缆的现场布设
第八章  土工模型试验光纤测试技术
  8.1  土工模型试验的测试要求
  8.2  光纤感测技术
  8.3  传感器与传感光缆研发
    8.3.1  FBG传感器
    8.3.2  传感光缆
  8.4  传感光缆的安装要点
  8.5  测试实例
    8.5.1  小型土体模型试验光纤测试
    8.5.2  中型土体模型试验光纤测试
    8.5.3  覆岩变形物理模型试验光纤测试
  8.6  土工离心机模型FBG测试系统
    8.6.1  概述
    8.6.2  测试系统
    8.6.3  微型FBG传感器
    8.6.4  感知杆件制作
    8.6.5  FBG解调仪
    8.6.6  边坡离心模型试验
第九章  岩土工程光纤监测技术研究
  9.1  概述
  9.2  桩基光纤测试技术研究
    9.2.1  主要问题
    9.2.2  光纤测试方案
    9.2.3  监测实例
  9.3  隧道光纤监测技术研究
    9.3.1  主要问题
    9.3.2  光纤监测方案
    9.3.3  监测实例
  9.4  基坑光纤监测技术研究
    9.4.1  主要问题
    9.4.2  光纤监测方案
    9.4.3  监测实例
第十章  地质灾害光纤监测技术研究
  10.1  概述
  10.2  钻孔全断面光纤监测技术
    10.2.1  钻孔全断面光纤监测概念
    10.2.2  钻孔全断面光纤监测系统
  10.3  地面沉降光纤监测技术研究
    10.3.1  主要问题
    10.3.2  分布式光纤监测方案
    10.3.3  苏州盛泽地面沉降监测
  10.4  地裂缝光纤监测技术研究
    10.4.1  主要问题
    10.4.2  分布式光纤监测方案
    10.4.3  无锡四房巷地裂缝监测
  10.5  边坡光纤监测技术研究
    10.5.1  主要问题
    10.5.2  边坡监测方案
    10.5.3  三峡库区马家沟滑坡分布式光纤监测
参考文献
名词术语
索引