مقاله پایش سدها و خاکریزها با سنجش فیبر نوری توزیعی (2013 Semantic Scholar)

مقدمه

فناوری فیبر نوری توزیعی

فناوری دمای توزیعی رامان

فناوری کرنش توزیعی بریلوئن

کابل سنجش فیبر نوری توزیعی

کابل سنجش دمای توزیعی زره دار

کابل سنجش دمای خود گرم شونده توزیعی( مس+ فیبر نوری)

نوار سنجش کرنش توزیعی: SmarTape II

سنجش ترکیبی دما و کرنش توزیع شده: SmartProfile

سنجش ترکیبی دما و کرنش توزیع شده: SmartProfile

نرم افزار DiView

مهندسی ابزار سد ها و خاکریز ها با حسگر های توزیعی

مثال کاربردی: سد نام نگوم 2 ( لائوس)

مثال کاربردی:سد باطله( شیلی)

مثال کاربردی: سد ریور( لتونی)

مثال کاربردی: پروژه iLevee( امریکا)

نتیجه گیری

Dams and Earthen embankments including levees, tailings dams, and earthen dams present many challenging problems for Civil Engineers, particularly in the verification of their structural integrity and capacity, operation and maintenance (O&M), inspection, and safety. The sheer size and scale, age and uncertainty of materials in these sometimes mammoth structures all combine to present a difficult array of parameters for the levee professional to navigate when analyzing a new or existing levee or dam. Traditional instrumentation based on localized point sensor is not sufficient to guarantee the detection and localization of early signs of degradation. To make things more difficult, there are an ever growing number of assets and lives these structures protect downstream or in the “flood plain,” and more and more emphasis is being placed on the vulnerability of these structures. Also, in the wake of flood disasters associated with Hurricane Katrina and others, a complex regulatory environment has emerged; requiring engineers to certify structural and geotechnical fortitude. Levee and dam asset owners and engineers are exposed to more responsibility and liability than ever. Recent advances in instrumentation technologies and applications are providing new ways the Civil Engineer examines these structures, and present engineers with a set of monitoring tools never thought possible. Distributed fiber optic technologies create sensors that are of scale and size to finally match the dam or levee, and present an interesting, reliable, cost effective way of monitoring these structures everywhere. These sensors can provide information about the strain and temperature distribution in a dam, every meter and over distances of up to several tens of kilometers. This allows the early detection, localization and sizing of defects and degradations such as seepages, leakages, settlements, shearing, abnormal joint movements, intentional tampering and over-flooding. This contribution will present numerous application examples of this new technology to real dams and dykes in Europe, the Americas and Asia.

سدها و خاکریز ها از جمله خاکریز ها، سد های باطله و سد های خاکی، مسائل چالش برانگیزی را برای مهندسان عمران به ویژه در تایید و صحت سنجی سلامت ساختاری و ظرفیت، بهره برداری و نگه داری( O&M)، بازرسی و ایمنی ایجاد می کنند. اندازه و مقیاس، سن و عدم قطعیت مواد و مصالح در این سازه های غول پیکر همگی طیف وسیعی از پارامتر های سخت و مشکل برای متخصصان سد و خاکریز در هنگام تحلیل یک خاکریز یا سد جدید( یا فعلی) می باشند. ابزار های سنتی مبتنی بر حسگر نقطه ای محلی برای تضمین تشخیص و مکان یابی علایم اولیه تخریب کافی نمی باشند. چیزی که موجب پیچیده تر و مشکل تر شدن مسئله می شود، تعداد زیادی از دارایی ها و انسان هایی که در پایین دست سد و یا دشت سیلابی قرار دارد و این سد ها و سازه ها بایستی از آن ها حفاظت کنند می باشد و تاکید بیشتر و بیشتری بر آسیب پذیری این سازه ها وجود دارد.همچنین به دلیل فاجعه و بلایای سیل مرتبط با طوفان کاترینا و غیره، یک محیط مقرراتی پیچیده ایجاد شده است و این محیط مهندسان را ملزم به صدور گواهی استحکام ساختاری و ژئوتکتونیک کرده است. مسئولیت مالکان و مهندسان دارایی سد و خاکر بیش از بیش سنگین تر شده است.

پیشرفت های اخیر در فناوری های و زمینه های تولید ابزار شیوه های جدیدی را برای مهندسان عمران برای بررسی این سازه ها ارایه کرده و مجموعه ای از ابزار های پایشی را برای مهندسان ارایه کرده است. فناوری های فیبر نوری توزیعی ایجاد حسگرهایی می کنند که از نظر مقیاس و اندازه در نهایت با سد یا خاکریز منطبق می باشند و شیوه ای جالب، قابل اطمینان و مقرون به صرفه برای پایش این سازه ها در اختیار می گذارد. این حسگر ها می توانند اطلاعاتی را در مورد توزیع دما و کرنش در یک سد، در هر متر و در هر فاصله تا بیش از چندین ده کیلومتر در اختیار می گذارد. این امکان تشخیص اولیه، موقعیت یابی و تعیین اندازه شکاف ها و تخریب هایی نظیر تراوش، نشت، نشست، برش، جا به جایی های مفصلی غیر طبیعی، انحراف و سرریز را می دهد.

این مقاله، مثال های متعدد کاربردی را در خصوص این فناوری جدید برای سد ها و دایک های واقعی در اروپا، امریکا و آسیا ارایه می کند.