隧道圍巖變形分布式光纖監測系統及施工、監測方法與流程

本發明屬于巖土工程監測技術領域，更具體涉及一種基于ppp-botda分布式光纖傳感的隧道圍巖變形超前監測系統，還涉及一種基于ppp-botda分布式光纖傳感的隧道圍巖變形超前監測系統施工、監測方法，它尤其適用于新建隧道下穿既有公路、隧道、辦公大樓等既有構筑物、建筑物影響區內圍巖縱向及水平變形的監測。

背景技術：

我國正處在大規模基礎建設時期，在交通、國防、水利等各個領域出現了大量的隧道工程。隨著國家公路網絡建設的不斷完善及中西部大開發戰略的不斷推進，高速公路逐漸向崇山峻嶺地區邁進，淺埋、偏壓、大斷面隧道也隨之越來越多，隧道開挖可能面臨軟弱圍巖、滑坡、巖溶等不良地質情況。在隧道施工過程中，隧道開挖面前圍巖的力學性狀不斷地發生改變，提前探知圍巖變形特征及發展趨勢，獲取隧道開挖面前各方變形階段的地層位移信息，并采取超前預報處理施工措施，對于充分調動圍巖自承能力，節約投資、規避風險具有重要意義。

目前，在巖土工程監測技術領域，特別是與隧道工程施工期監測有關的技術方法主要有地中土體沉降監測技術、土體測斜技術、地表沉降監測技術等，儀器設備多采用沉降儀、測斜儀、全站儀、水準儀等。這些技術方法具有點式測量特點，測點稀疏，難以實現對被測對象的全方位監控。常規的監測技術多數仍不能實現實時監測，且傳感原理多種多樣，數據種類多，難以集成大規模實時監測系統。因此，有必要研究開發適用于隧道工程的新型圍巖變形超前實時監測方法和技術，以滿足日益增長的隧道施工安全監測的要求和理論研究的需要。因此，有必要研究開發適一種新型下穿隧道圍巖變形超前監測裝置及其施工工藝與監測方法，以滿足日益增長的隧道施工安全監測的要求和理論研究的需要。

基于布里淵散射原理的預脈沖泵浦布里淵光時域分析ppp-botda(pulse-prepumpbirlouinopticaltime-domainanalysis)是一項極具發展前景的應變和溫度監測技術。它除了具有一般光纖傳感技術的耐腐蝕、抗干擾等特點，該技術還是傳統botda系統的升級產品，實現了高分辨率(<10cm)與高精度(<±8)測量，在空間分辨率和精度方面具有明顯優勢。該技術在導入脈沖光之前，加載適當的脈沖預泵浦光，預先激發聲子，然后利用脈沖光在光纖中的受激布里淵散射效應和光時域反射技術來實現溫度和應變的長距離全分布式測量，可以得到光纖沿線任意點應變和溫度信息。ppp-botda分布式光纖適用于大型結構體的健康狀況的檢測和監測，目前在隧道圍巖超前變形監測方面還沒有較完善的監測系統及其施工工藝與監測方法。

技術實現要素：

本發明針對隧道常規監測方法和手段的不足，目的是在于提供了一種基于ppp-botda分布式光纖傳感的隧道圍巖變形超前監測系統，可以實現分布式監測和超前監測，高密度測點間距可達到5cm，克服了傳統監測手段測點不連續的缺點。

本發明的另一個的目的是在于提供了一種基于ppp-botda分布式光纖傳感的隧道圍巖變形超前監測系統的施工方法，具有經濟，方便，抗干擾，耐久性優良等特點。

本發明還有一個的目的是在于提供了一種基于ppp-botda分布式光纖傳感的隧道圍巖變形超前監測系統的監測方法，具有監測步驟簡單、效率高、數據穩定可靠等優勢。

為了實現上述的目的，本發明采用以下技術措施：

一種隧道圍巖變形分布式光纖監測系統，它由第一傳感器、第二傳感器和信息系統組成。第一傳感器和第二傳感器可進行串聯連接，再與信息系統主機接口連接形成閉合環路。所述第一傳感器，位于下穿隧道與既有公路、隧道、辦公大樓等既有構筑物、建筑物交叉段影響區內，沿隧道的軸線方向可長距離(<1km)布置，埋深可根據施工現場情況確定(0.5～3m均可)，可用于監測隧道軸線拱頂上方圍巖的變形情況。所述第二傳感器，也位于下穿隧道與既有公路、隧道、辦公大樓等既有構筑物、建筑物交叉段影響區內，沿隧道軸線水平距離3～5倍隧道洞徑橫向水平布置，埋深可根據施工現場情況確定(0.5～3m均可)，可用于監測隧道與既有構筑物、建筑物交叉段隧道橫向監測斷面圍巖的變形情況。所述信息系統用于采集、處理、分析分布式光纖傳感器的數據，硬件主要由主機、微機組成和傳感光纖組成。微機通過pci-x電纜連接主機，通過配套軟件對主機進行控制。主機的泵浦光接口和探測光接口連接傳輸光纜或者直接連接傳感光纖，分別發射泵浦光和探測光信號，并接受反射光信號。主機對這些信號進行處理，傳輸給微機進行對比，最后得出整段光纖上的應變和溫度變化分布。所述傳感器包括緊皮光纖、空心圓管和保護膜；所采用的空心圓管的外壁開設有第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽和第四凹槽；所述第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽以及第四凹槽之間的夾角分別是180度、90度(逆時方向)以及90度(順時方向)；所述第一凹槽和第三凹槽是由一根緊皮光纖依次布設形成一個光纖傳感線路，第三凹槽和第四凹槽是由另一根緊皮光纖依次布設形成一個光纖傳感線路。

作為優選，本發明所采用的空心圓管是pp-r管，具有良好的柔韌性；空心圓管種類可根據隧道圍巖情況來選擇，如果圍巖較差，為ⅴ類圍巖甚至是松散土，可選用柔性較好的塑料管；如果圍巖較好，達到ⅲ圍巖甚至更好，可選用剛度較大的塑料管。

作為優選，本發明所采用的空心圓管單根的長度一般在4m，所述空心圓管的外徑不小于50mm，空心圓管壁厚不小于5mm，所述空心圓管外壁上開設的第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽和第四凹槽的橫截面尺寸均為3mm×3mm，兩根空心圓管端部可通過直通焊接，直通圓管外壁同樣開設有四個凹槽。

作為優選，本發明所采用的分布式光纖是緊包護套應變感測光纖，所述分布式光纖的纖芯外側封裝有聚氨酯彈性材料保護層，所述分布式光纖的直徑是2mm，重量是2kg/km。

一種基于ppp-botda分布式光纖傳感的隧道圍巖變形超前監測系統(第一傳感器、第二傳感器)的施工方法，其步驟是：

a、在位于下穿隧道與既有公路、隧道、辦公大樓等既有構筑物、建筑物交叉段影響區內及沿隧道的軸線方向和交叉段隧道橫斷面方向在地表開挖溝槽，溝槽長度5～1000m范圍，其中橫斷面方向溝槽長度距離隧道軸線水平距離3～5倍洞徑，溝槽寬度0.5～1m，溝槽埋深可根據施工現場情況確定為0.5～3m，溝槽的槽底面盡量保持水平；

b、根據現場溝槽的長度進行空心圓管的焊接，焊接的過程注意保證每根空心圓管凹槽線與內接管凹槽線對齊，十分鐘后待接口處冷卻至溫度在10～30℃(攝氏度)，穩定后再依次焊接空心圓管，直至完成預定數量空心圓管的焊接；

c、焊接完成后，用無水乙醇洗凈凹槽粘貼面，風干，確保粘結表面潔凈，以保證粘貼質量；

d、嚴格按比例調制環氧樹脂，先順著空心圓管開始端第一凹槽均勻涂抹0.4－0.6mm厚薄底層環氧樹脂，開始端預留不小于溝槽深度的一定光纖長度，并及時順著第一凹槽敷設緊皮光纖直至空心圓管凹槽末端，此過程要確保光纖適當繃緊保持順直，不得出現人為造成光纖初始彎曲缺陷；30－40分鐘后底層環氧樹脂達到初凝強度，重新調制環氧樹脂，涂刮覆蓋層環氧樹脂直至達到設計涂層厚度，使環氧樹脂層面與空心圓管外壁面保持基本一致；

e、緊皮光纖從空心圓管的開始端沿著管的頂部外壁軸線方向(第一凹槽)粘貼到末端時，彎曲繞回至空心圓管底部，沿著底部外壁軸線(第二凹槽)返回至初始端，具體操作重復d步驟一次，形成豎直方向光纖回路；

f、同理，水平方向光纖回路可重復參照d和e步驟一次，從空心圓管左側第三凹槽開始，到末端彎曲繞回至空心圓管右側，沿著右側外壁軸線(第四凹槽)返回至初始端；

g、20－24小時后環氧樹脂達到最終強度，將相應尺寸的熱收縮套完全套住空心圓管，并用吹風機全方位吹熱收縮套使其加熱(溫度在50～70攝氏度)收縮；30－40分鐘后，收縮完成，將制作好的光纖測管安全放置在溝槽底部，并進行人工找平，確保光纖測管不會發生明顯彎曲，最終用原狀土進行回填，并用空心導管將光纖接頭引出地面，砌筑測試方形1mm×1mm×1mm墩臺，獲得第一傳感器。

第二傳感器與第一傳感器的施工步驟相同。

一種基于ppp-botda分布式光纖傳感的隧道圍巖變形超前的監測方法，其步驟是：

a、進行初步測試，把信息系統主機的泵浦光接口連接第一傳感器一端接頭，探測光接口連接第二傳感器一端接頭，形成閉合環路，分別發射泵浦光和探測光信號，并接受反射光信號,信息系統主機對這些信號進行處理；

b、對第一傳感器和第二傳感器具體位置進行定位，先后分別用熱毛巾(溫度在50～70攝氏度)捂住第一傳感器和第二傳感器固定位置一點，使該部位光纖溫度(溫度在50～70攝氏度)明顯高于其他部位，信息系統主機再次分別發射泵浦光和探測光信號，并接受反射光信號,主機對這些信號進行處理，傳輸給微機進行對比，最后得出第一傳感器和第二傳感器上的溫度(溫度在50～70攝氏度)突變位置，確定埋設第一傳感器和第二傳感器有效工作的長度范圍；

c、正常測試階段，在隧道施工期和運營期可隨時對埋設第一傳感器和第二傳感器進行測試，測試頻率可控制在1～2次/天，把信息系統主機的泵浦光接口連接第一傳感器一端接頭，探測光接口連接第二傳感器一端接頭，形成閉合環路，分別發射泵浦光和探測光信號，并接受反射光信號，主機對這些信號進行處理，傳輸給微機進行對比，得出埋設第一傳感器和第二傳感器有效范圍內的應變和溫度變化分布，該應變變化分布是隧道圍壓變形導致的第一傳感器和第二傳感器相應的變形情況，具有變形協調性，可真實、準確的反映隧道圍巖變形。

一種空心圓管位移量的計算方法，其步驟是：

根據經典材料力學，在計算結構變形的諸方法中，應變二次積分法能直接建立結構應變和變形之間的關系，計算如下

式中：w(x)為結構軸線坐標x處豎向變形，向下為正；ε(x)為結構下部離中性軸距離y處的應變，受拉為正；a和b分別為x＝0處的轉角和變形，轉角以逆時針為正。

第一傳感器光纖沿隧道的軸線方向可長距離(<1km)布置，隧道開挖過程中光纖一端先發生沉降變形，另一端相對固定(既無轉角也無位移)，可簡化為懸臂梁模型，帶入懸臂梁模型邊界x＝0,w(0)＝0；x＝0,θ(0)＝0到公式(1)，得到a＝0，b＝0，則埋設光纖任意位置x處(圖1)相對于基點0的位移為：

式中：δε(x)為空心圓管第一凹槽和第二凹槽對稱布設得光纖應變變化值(相對于初始應變的變化值)之差，d為空心圓管外直徑；根據公式(2)由空心圓管第一凹槽和第二凹槽上下兩條光纖的應變，進行做差、積分運算可以計算出第一傳感器豎向的位移分布；同理，根據公式(2)由空心圓管第三凹槽和第四凹槽左右兩條光纖的應變，進行做差、積分運算也可以計算出第一傳感器水平方向的位移分布。

第二傳感器光纖沿隧道軸線水平距離3～5倍隧道洞徑橫向水平布置，隧道開挖過程中光纖相對穩定(無位移有轉角)，埋設光纖中心點2～3倍隧道洞徑范圍內發生明顯沉降變形，可簡化為簡支梁模型，帶入簡支梁模型邊界x＝0，w(0)＝0；x＝0，w(l)＝0到公式(1)，可得則埋設光纖任意位置x處(圖2)相對于基點0的位移為：

式中：δε(x)為空心圓管第一凹槽和第二凹槽對稱布設得光纖應變變化值(相對于初始應變的變化值)之差，l為埋設光纖長度，d為空心圓管外直徑；根據公式(3)由空心圓管第一凹槽和第二凹槽上下兩條光纖的應變，進行做差、積分運算可以計算第二傳感器豎向的位移分布；同理，根據公式(3)由空心圓管第三凹槽和第四凹槽左右兩條光纖的應變，進行做差、積分運算可以計算出第二傳感器水平方向的位移分布。

做差運算指的是空心圓管第一凹槽和第二凹槽或者第三凹槽和第四凹槽對稱分布的光纖的應變值相減，分別得到傳感器豎直向和水平向的二維差值應變分布；通過對差值應變分布沿空心圓管長度進行二次積分運算得到空心圓管任意點相對于基點0點的位移；將穿隧道與既有公路、隧道、辦公大樓等既有構筑物、建筑物交叉段影響區內布設的第一傳感器和第二傳感器聯立分析，由布里淵光時域反射儀同步測量光纖的應變分布，構成分布式光纖監測系統，實現對交叉段隧道圍巖二維位移的分布式監測。

本發明與現有監測技術相比，最大的特點是提供了一種基于ppp-botda分布式光纖傳感的隧道圍巖變形超前監測系統及其施工工藝與監測方法，優點如下：

1)可以實現分布式監測，高密度測點間距可達到5cm，克服了傳統監測手段測點不連續的缺點；

2)通過將傳感器預先埋設在工作面前方的隧道圍巖中，監測隧道開挖過程中隧道圍巖的動態，實現超前監測；

3)單根光纖既作為傳感元件又為信號傳輸通道，不需要額外導線，對數據采集傳輸和施工是有利的，具有經濟，方便，抗干擾，耐久性優良，數據穩定可靠等諸多優勢；

4)傳感器可串聯使得大規模布設時數據采集和引出都較為簡單易行，可用于監測項目多，大規模監測成本低，提高監測效率；

5)考慮到下穿隧道開挖可能會對既有公路、隧道、辦公大樓等既有構筑物、建筑物造成影響，布設的第一傳感器和第二傳感器聯立分析，構成分布式光纖監測系統，實現對交叉段隧道圍巖豎向和水平向位移的分布式監測，保證隧道施工的安全和既有公路、隧道、辦公大樓等既有構筑物、建筑物的安全。

6)與已有的隧道圍巖變形監測方法相比，本發明得到的監測結果更精確，以實驗室簡支梁模型為例(見圖9、圖10)，監測精度可達到0.05mm，數據分布符合理論預期值，監測數據可靠。

附圖說明

圖1為一種分布式光纖傳感監測系統結構示意圖。

圖2為一種第一傳感器監測原理模型簡化示意圖。

圖3為一種第二傳感器監測原理模型簡化示意圖。

圖4為一種第一傳感器隧道橫向監測結構示意圖。

圖5為一種第二傳感器隧道軸向監測結構示意圖。

圖6為一種傳感器采用的空心圓管及分布式光纖結構示意圖。

圖7為一種傳感器采用的空心圓管及分布式光纖橫截面示意圖。

圖8為一種1m×1m×1m磚槽保護光纖裝置示意圖。

圖9為一種實驗室簡支梁模型應變分布實例。

圖10為一種實驗室簡支梁模型位移變形分布實例。

圖中，1、光纖，2、空心圓管，3、1m×1m×1m磚槽，4、內接管，5、直角彎頭，6、第一凹槽，7、第二凹槽，8、第三凹槽，9、第四凹槽，10、熱收縮套，11、豎向導管，12、信息系統(nbx-7020分布式光纖傳感系統)，13、第一傳感器，14、第二傳感器。

具體實施方式

實施例1：

根據圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8可知，一種基于ppp-botda分布式光纖傳感的隧道圍巖變形超前監測系統，由第一傳感器13、第二傳感器14和信息系統12組成。第一傳感器13和第二傳感器14可進行串聯連接，第一傳感器13和第二傳感器14與信息系統12主機接口連接形成閉合環路，第一傳感器13由光纖1、空心圓管2、1m×1m×1m磚槽3、內接管4、直角彎頭5、第一凹槽6、第二凹槽7、第三凹槽8、第四凹槽9、熱收縮套10、豎向導管11組成，其連接關系是：空心圓管2與內接管相連，空心圓管2由內接管4焊接達到預期長度，將光纖1敷設在第一凹槽6和第二凹槽7并形成一個豎向監測回路，將光纖1敷設在第三凹槽8和第四凹槽9并形成一個水平向監測回路，第一凹槽6、第二凹槽7、第三凹槽8和第四凹槽9起到保護光纖1不受施工破壞的作用；將熱收縮套10套在空心圓管2外表面，熱收縮套10把空心圓管2外壁完全包裹住，保護光纖1不受施工破壞；直角彎頭5分別與空心圓管2端部、豎向導管11相連，然后再用直角彎頭5連接空心圓管2端部和豎向導管11，從而引出光纖1至地表進行測試，在地表砌筑1m×1m×1m磚槽3，對光纖1進行保護。

所述的空心圓管2的外壁開設有第一凹槽6、第二凹槽7、第三凹槽8和第四凹槽9，第一凹槽6、第二凹槽7、第三凹槽8和第四凹槽9之間的夾角分別是180度、逆時90度及順時90度。

第二傳感器14與第一傳感器13的十一個部件之間的連接關系和作用相同。

實施例2：

一種基于ppp-botda分布式光纖傳感的隧道圍巖變形超前監測系統(第一傳感器、第二傳感器)的施工方法，其步驟是：

a、首先在位于下穿隧道與既有公路、隧道、辦公大樓等既有構筑物、建筑物交叉段影響區內，沿隧道的軸線方向(第二傳感器14沿交叉段隧道橫斷面方向)在地表開挖溝槽，溝槽長度5或6或7或8米至500或600或700或800米范圍(橫斷面方向溝槽長度距離隧道軸線水平距離3或4或5倍洞徑)，溝槽寬度0.5或0.7或0.9或1m，溝槽埋深可根據施工現場情況確定為0.5或0.8或1.5或2或2.4或2.8或3m，溝槽的槽底面盡量保持水平；

b、其次根據現場溝槽的長度進行空心圓管2的焊接，焊接的過程注意保證每根空心圓管2凹槽線第一凹槽6、第二凹槽7、第三凹槽8和第四凹槽9分別與內接管4凹槽線第一凹槽6、第二凹槽7、第三凹槽8和第四凹槽9對齊，十分鐘后待接口處冷卻至溫度在10～30攝氏度，穩定后再依次焊接空心圓管2，直至完成預定數量空心圓管2的焊接(見圖5)；

c、焊接完成后，用無水乙醇洗凈第一凹槽6、第二凹槽7、第三凹槽8和第四凹槽9粘貼面，風干，確保粘結表面潔凈，以保證粘貼質量；

d、嚴格按比例調制環氧樹脂，先順著空心圓管2開始端第一凹槽6均勻涂抹0.5mm厚薄底層環氧樹脂，開始端預留不小于溝槽深度的一定光纖長度，并及時順著第一凹槽6敷設緊皮光纖1直至空心圓管2凹槽末端，此過程要確保光纖1適當繃緊保持順直，不得出現人為造成光纖初始彎曲缺陷；30分鐘后底層環氧樹脂達到初凝強度，重新調制環氧樹脂，涂刮覆蓋層環氧樹脂直至達到設計涂層厚度，使環氧樹脂層面與空心圓管2外壁面保持基本一致(見圖6)；

e、緊皮光纖1從空心圓管2的開始端沿著管的頂部外壁軸線方向(第一凹槽6)粘貼到末端時，彎曲繞回至空心圓管2底部，沿著底部外壁軸線(第二凹槽7)返回至初始端，具體操作重復d步驟一次，形成豎直方向光纖回路；

f、同理，水平方向光纖回路可重復參照d和e步驟一次，從空心圓管2左側第三凹槽8開始，到末端彎曲繞回至空心圓管2右側，沿著右側外壁軸線(第四凹槽9)返回至初始端；

g、24小時后環氧樹脂達到最終強度，將相應尺寸的熱收縮套10完全套住空心圓管2，并用吹風機全方位吹熱收縮套10使其加熱收縮；三十分鐘后，收縮完成，將制作好的光纖測管安全放置在溝槽底部，并進行人工找平，確保光纖測管不會發生明顯彎曲，最終用原狀土進行回填，并用豎向空心導管11將光纖1接頭引出地面，對溝槽進行回填至原地表，砌筑測試方形1mm×1mm×1mm墩臺3(見圖7)。

依次按照上述a→b→c→d→e→f→g步驟操作，可制備得到第一傳感器13，沿隧道軸線方向布設，實現對隧道圍巖變形的分布式、超前監測。

第二傳感器14與第一傳感器13的制作步驟相同。

實施例3：

一種基于ppp-botda分布式光纖傳感的隧道圍巖變形超前的監測方法，其步驟是：

a、首先進行初步測試，把信息系統主機的泵浦光接口連接第一傳感器13一端接頭，探測光接口連接第二傳感器14另一端接頭，形成閉合環路，分別發射泵浦光和探測光信號，并接受反射光信號,信息系統12主機對這些信號進行處理；

b、其次對第一傳感器13和第二傳感器14具體位置進行定位，先后分別用熱毛巾(溫度在60攝氏度)捂住第一傳感器13和第二傳感器14光纖1固定位置一點，使該部位光纖1溫度(溫度在60攝氏度)明顯高于其他部位，信息系統12主機再次分別發射泵浦光和探測光信號，并接受反射光信號,主機對這些信號進行處理，傳輸給微機進行對比，最后得出第一傳感器和第二傳感器上光纖1的溫度(溫度在60攝氏度)突變位置，確定埋設第一傳感器13和第二傳感器14有效工作的長度范圍；

c、正常測試階段，在隧道施工期和運營期可隨時對埋設第一傳感器13和第二傳感器14進行測試，測試頻率可控制在1次/天，把信息系統12主機的泵浦光接口連接第一傳感器13一端接頭，探測光接口連接第二傳感器14另一端接頭，形成閉合環路，分別發射泵浦光和探測光信號，并接受反射光信號，主機對這些信號進行處理，傳輸給微機進行對比，得出埋設第一傳感器13和第二傳感器14有效范圍內的應變和溫度變化分布，該應變變化分布是隧道圍壓變形導致的第一傳感器13和第二傳感器14相應的變形情況，具有變形協調性，可真實、準確的反映對應位置處的隧道圍巖變形情況。

實施例4：

一種空心圓管位移量的計算方法，其步驟是：

第一傳感器光纖沿隧道的軸線方向可長距離20m布置，隧道開挖過程中光纖一端先發生沉降變形，另一端相對固定(既無轉角也無位移)，可簡化為懸臂梁模型，帶入懸臂梁模型邊界x＝0,w(0)＝0；x＝0,θ(0)＝0到公式(1)，得到a＝0，b＝0，則埋設光纖任意位置x處(圖1)相對于基點0的位移為：

第二傳感器光纖沿隧道軸線水平距離4倍隧道洞徑橫向水平布置，隧道開挖過程中光纖相對穩定(無位移有轉角)，埋設光纖中心點2倍隧道洞徑范圍內發生明顯沉降變形，可簡化為簡支梁模型，帶入簡支梁模型邊界x＝0,w(0)＝0；x＝0,w(l)＝0到公式(1)，可得則埋設光纖任意位置x處(圖2)相對于基點0的位移為：

式中：δε(x)為空心圓管第一凹槽和第二凹槽對稱布設得光纖應變變化值(相對于初始應變的變化值)之差，l為埋設光纖長度，d為空心圓管外直徑；根據公式(2)、(3)由空心圓管第一凹槽和第二凹槽上下兩條光纖的應變，進行做差、積分運算可以計算傳感器豎向的位移分布；同理，根據公式(2)、(3)由空心圓管第三凹槽和第四凹槽左右兩條光纖的應變，進行做差、積分運算可以計算出傳感器水平方向的位移分布。

參見圖9，圖9是實驗室簡支梁模型某時期應變分布實例，光纖分布在簡支梁模型的上下表面，并用環氧樹脂進行黏貼，使光纖與簡支梁模型外表面緊密接觸，簡支梁模型加載，選取某一加載時期的監測得到的應變分布。

參見圖10，圖10是實驗室簡支梁模型某時期位移變形分布實例，由圖9得到的應變數據積分算出簡支梁模型某時期的位移變形值。

以上結合附圖對本發明的實施方式做出詳細說明，但本發明不局限于所描述的實施方式。對本領域的普通技術人員而言，在本發明的原理和技術思想的范圍內，對這些實施方式進行多種變化、修改、替換和變形，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。