本书全面介绍光纤传感技术的基本原理，基于光纤传感技术各种传感器的研发及其在岩土工程健康监测中的应用。阐述岩土工程监测的目的和意义、传统监测技术的局限性，以及目前光纤传感技术在岩土工程中的应用现状，系统总结光纤传感技术的发展历程、基本原理及岩土工程监测中常用的传感技术，详细介绍光纤传感技术在边坡工程监测、桩基工程监测、能量桩工程监测、隧道工程监测中的应用现状，最后介绍监测数据的预处理方法、相关性分析、数据分析模型及相关工程应用。
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2002.9-2006.6 东北农业大学|水利水电工程|学士；2006.9-2008.12哈尔滨工业大学|结构工程|硕士；2009.3-2012.3香港理工大学|土木与环境工程|博士2013.4-2016.1香港科技大学|土木与环境学部|博士后；2016.3-2017.12大连理工大学土木工程学院|副教授；2017.12至今大连理工大学土木工程学院|教授国家自然科学基金优秀青年基金；国际地质灾害与减灾协会杰出青年奖；辽宁省首批兴辽英才青拔人才；香港理工大学首批杰出青年校友奖；大连理工大学首批"星海青千"；大连市高端人才中国岩石力学学会地质与岩土智能监测分会 副秘书长、理事，中国地震学会岩土工程防震减灾专业委员会 委员
目录
第1章绪论1
1.1岩土工程监测目的与意义2
1.2岩土工程监测基本理论2
1.3传统监测技术与方法4
1.4岩土工程光纤监测研究进展7
1.5本书主要内容8
参考文献10
第2章光纤传感技术概述13
2.1光纤传感技术发展历程14
2.2光纤传感技术原理15
2.2.1基本工作原理15
2.2.2应变测量的温度补偿技术16
2.3岩土工程常用光纤传感技术20
2.3.1光纤光栅传感技术20
2.3.2分布式光纤传感技术25
2.4光纤传感技术特点33
参考文献34
第3章光纤传感技术在滑坡监测中的应用39
3.1应力场光纤监测技术40
3.1.1传感器研发40
3.1.2监测原理42
3.1.3标定试验43
3.2变形场光纤监测技术45
3.2.1传感器研发45
3.2.2监测原理49
3.2.3标定试验54
3.2.4室内试验59
3.3基于LabVIEW的监测数据采集系统的开发69
3.3.1虚拟仪器的概念及特点69
3.3.2LabVIEW软件开发环境70
3.3.3基于LabVIEW的光纤传感器数据采集系统设计73
3.3.4传感器测试74
3.4工程应用76
参考文献80
第4章光纤传感技术在桩基工程中的应用83
4.1桩基监测及方法84
4.1.1桩基应力监测84
4.1.2桩基弯矩和挠度监测85
4.1.3桩基完整性检测87
4.2静压管桩施工监测技术及方法88
4.2.1静压管桩监测的光纤传感技术88
4.2.2传感器布设方法89
4.3钻孔灌注桩施工监测技术及方法90
4.3.1钻孔灌注桩监测的光纤传感技术90
4.3.2传感器布设方法91
4.4工程应用92
4.4.1静压管桩监测实例92
4.4.2钻孔灌注桩监测实例98
参考文献101
第5章光纤传感技术在能量桩工程中的应用103
5.1监测内容及方法104
5.1.1能量桩概念104
5.1.2监测内容104
5.1.3监测方法105
5.2相变能量桩研发106
5.2.1相变混凝土早期水化性能107
5.2.2相变混凝土能量桩传热性能112
5.2.3相变材料布设区域118
5.3珊瑚砂混凝土能量桩研发121
5.3.1珊瑚砂混凝土性能研究进展121
5.3.2早期水化特性122
5.4能量桩光纤监测模型试验132
5.4.1模型试验系统研发133
5.4.2试验方案135
5.4.3结果与讨论137
5.5竖向循环荷载-温度耦合作用下能量桩承载特性142
5.5.1模型试验142
5.5.2静载与温度耦合作用下单桩承载特性试验144
5.5.3竖向循环荷载与温度耦合作用下单桩承载特性试验149
参考文献166
第6章光纤传感技术在隧道工程中的应用169
6.1监测内容及方法170
6.1.1光纤光栅测斜仪研发170
6.1.2计算方法170
6.1.3室内标定171
6.2隧道开挖模型试验172
6.2.1工程原型概况172
6.2.2相似性设计173
6.2.3光纤光栅监测系统178
6.2.4隧道开挖方案179
6.2.5结果与讨论179
6.3工程应用182
6.3.1吉林某隧道监测实例182
6.3.2深圳某隧道监测实例186
参考文献199
第7章光纤传感技术在其他工程中的应用201
7.1大坝工程202
7.1.1大坝变形监测202
7.1.2大坝渗漏监测202
7.2基坑工程203
7.2.1支护结构的变形监测203
7.2.2GFRP抗浮锚的性能监测204
7.3海洋工程205
7.4管道工程206
参考文献207
第8章数据处理与分析211
8.1数据预处理212
8.1.1数据降噪处理212
8.1.2数据平滑性处理213
8.2数据相关性分析214
8.2.1自相关性分析215
8.2.2互相关性分析215
8.2.3层次贝叶斯分析216
8.3基于数据驱动的数据分析模型220
8.3.1无监督聚类模型220
8.3.2灰色模型——回归分析221
8.3.3深度学习——神经网络222
8.3.4支持向量机模型225
8.3.5序列-序列的编码-解码神经网络226
8.4工程应用228
8.4.1三峡地区某边坡228
8.4.2金沙江某水电站边坡236
8.4.3云贵高原某水电站边坡239
8.4.4云南某水电站边坡242
参考文献245
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