基于光纤弯曲损耗的混凝土坝裂缝监测技术研究的开题报告一、研究背景与意义混凝土坝是一种大型水利工程，主要是为了储存和调节水资源。然而，在长期的使用过程中，混凝土坝的结构会因为各种外部因素造成裂缝的出现，从而影响了坝体的稳定性和安全性。因此，对混凝土坝的裂缝进行实时监测和预警是十分必要的。目前，传统的坝体监测方法主要是以传感器为主，但是这种传感器的作用范围有限，不能够全面准确的监测到混凝土坝的裂缝情况。同时，这种传感器所使用的电缆和电线材质等都较为脆弱，容易受到化学物质、磨损、脆化等因素的影响，因此在运用中存在一定的风险。因此，结合光纤传感技术，开发一种基于光纤弯曲损耗的混凝土坝裂缝监测技术，不仅可以实时有效的监测混凝土坝的裂缝情况，并且克服了传统传感器存在的缺点。二、研究内容及方法1.研究目标开发一种基于光纤弯曲损耗的混凝土坝裂缝监测技术，实现全面、准确、实时的对混凝土坝裂缝情况的监测和预测。2.研究内容（1）构建光纤弯曲损耗模型针对混凝土坝裂缝的特点，建立光纤弯曲损耗模型，从而实现坝体局部裂缝的监测。（2）制作光纤传感器按照建立的光纤弯曲损耗模型，制作出具有光纤传感器特性的光纤。（3）光纤传感器的布放及检测将制作好的光纤传感器布放在混凝土坝上，实时检测混凝土坝裂缝情况。（4）数据采集及分析对布放在混凝土坝上的光纤传感器数据进行采集和分析，得出对混凝土坝的裂缝情况的判断。3.研究方法文献调研法、实验研究法、数学建模法等方法。三、预期成果通过研究基于光纤弯曲损耗的混凝土坝裂缝监测技术，预期实现以下成果：（1）建立混凝土坝裂缝的光纤弯曲损耗模型，为实现混凝土坝裂缝的监测提供了理论基础。（2）实现对混凝土坝的裂缝情况的实时监测，并有效的预测裂缝的发展趋势。（3）提高混凝土坝的监测水平，对保障水利工程的安全运营具有十分重要的意义。四、研究难点及解决措施1.光纤传感器制作难度较大和制作成本高，解决措施：探索一种更加简便、高效、低成本的光纤制作技术。2.光纤弯曲损耗模型的建立，解决措施：进行大量的光学实验和数学模型分析，积累足够的数据，从而建立较为准确的模型。3.坝体检测精度的提高，解决措施：探索适合坝体检测的灵敏度调整方法。五、进度安排第一年：1.开展光纤弯曲实验，并探索适合混凝土坝裂缝监测的光纤制作技术。2.建立混凝土坝裂缝的光纤弯曲损耗模型及滤除偏差因素方法。第二年：1.实现光纤布放及监测数据的采集。2.研究数据的处理方法，完成对混凝土坝的裂缝情况的综合判断。第三年：1.对已有的数据进行回归分析，并进一步优化模型参数。2.对监测结果进行形成清晰的数据规律，并实现对裂缝的实时预测。六、参考文献[1]王深.水利工程结构监测技术[M].北京:中国科学院工程热物理研究所,2008.[2]姜久林,郭逸琳,林建忠.结构光纤传感技术及应用[M].北京:化学工业出版社,2011.[3]李建国,刘娜.基于光纤传感技术的混凝土裂缝监测方法研究[J].自然灾害学报,2012.