张诚成
- 作品数：49 被引量：156H指数：9
- 供职机构：南京大学地球科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划苏州市科技计划项目更多>>
- 相关领域：建筑科学天文地球自动化与计算机技术电子电信更多>>
- 岩土体灾变感知与应用被引量：1
- 2023年
- 地球宜居性是21世纪的前沿科学问题.作为人类赖以生存的岩土体,在自然力和人类活动多场作用下不断运动着,它的失稳会直接诱发各类地质与岩土工程灾害,影响人居环境、工程安全及社会经济可持续发展.因此,岩土体灾变信息的获取质量决定了防灾减灾的成效.岩土体是自然历史的产物,其内部存在各种力学不连续界面,可分为物质界面、状态界面和运动界面三类,它们控制着岩土体的稳定性;针对这些界面高隐蔽性、强不确定性的特点,从原位观测技术时空连续性角度,论述了观测技术从检测、探测、监测,最后到感知的演进过程;介绍了分布式光纤感测技术的原理与特点,它是实现岩土体灾变感知的理想手段.本文重点展现了作者团队20年来在岩土体灾变光纤感知理论和技术方面取得的成果,包括岩土应变感知耦合理论、岩土水分与渗流感知方法、岩土灾变事件识别与预测模型,以及岩土体灾变光纤感知技术体系等四个方面;介绍了岩土体灾变感知技术应用于采场覆岩物质界面感知、地面沉降状态界面感知和库区边坡灾变运动界面感知的三个典型案例,并展示了新的科学发现和认识.最后指出了岩土体灾变光纤感知技术今后的发展方向和前沿研究课题.
- 施斌朱鸿鹄张诚成孙梦雅张巍张泰银
- 关键词：岩土体灾变感知
- 传感光纤-砂土界面力学性质的试验研究被引量：17
- 2014年
- 近年来分布式光纤感测技术在岩土与地质工程领域的应用研究已成为一个研究热点,但工程实践表明,埋入式传感光纤与被测岩土体之间的变形协调性会对监测结果产生显著的影响,该问题一直制约着光纤感测技术在工程监测中的推广。本文通过一系列室内拉拔试验,对比了3种预埋于砂土中的单模光纤在不同上覆压力的作用下的拉拔力-拉拔位移曲线,并建立了一个用于描述光纤-砂土界面力学性质的三段式的拉拔模型,分析峰值拉拔力、残余拉拔力、有效拉拔位移和残余拉拔位移4个参数在不同上覆压力作用下的变化情况。分析结果揭示传感光纤-砂土界面的力学特性和应力传递规律,为分布式光纤传感技术在岩土体变形监测中的应用,尤其在变形监测光纤的选用标准方面,提供了参考依据。
- 佘骏宽朱鸿鹄张诚成施斌严珺凡
- 关键词：拉拔试验
- 低围压下锚固点应变传感光缆与土体变形耦合性试验研究被引量：5
- 2019年
- 应变传感光缆与被测土体之间的耦合性是决定分布式光纤监测准确性的关键。为解决土工模型试验中传感光缆与被测松填砂土间的变形耦合性问题,本文研制了一种锚固点应变传感光缆,并利用自制的光缆-土体耦合性试验装置,开展了相关的光缆拉拔试验,探究了低围压下锚固点对应变传感光缆与砂土之间耦合性的影响及作用机理。研究结果表明:光缆的轴向应变随拉拔位移的增大而增大,但应变传递被限制在0. 35 m以内;相同拉拔位移下,锚固点应变传感光缆比普通传感光缆需要更大的拉拔力;锚固点大大降低了应变梯度,使应变在一定范围内呈现出平均化的特征,影响范围为锚固点前后0. 05~0. 075 m以内。提出了耦合性的提升率指标,以此定量评价锚固点对增强光缆与土体耦合性的作用效果。本次试验中锚固点的提升率为97. 41%,表明锚固点可有效增强光缆与土体的耦合性;同时,提出了一个力学模型来模拟锚固点应变传感光缆在松填砂土中的拉拔过程,准确地描述了光缆拉拔力与锚固点受力和光缆表面摩擦力之间的关系。研究成果对于土工模型试验中分布式光纤测试技术的应用提供了科学依据。
- 张松施斌张诚成刘苏平顾凯张磊
- 关键词：耦合性锚固点低围压拉拔试验
- 土钉横向抗剪效应对边坡稳定性的影响
- 2022年
- 土钉支护是边坡治理、基坑开挖的一种经济、便捷的支护型式,在设计中一般只考虑土钉轴向受力,而忽略土钉的抗剪、抗弯效应。为了探究工程实践中土钉支护黏土质边坡的横向抗剪效应边坡稳定性的贡献,本文根据极限平衡法,推导了考虑土钉横向抗剪效应的边坡稳定性计算公式,并系统研究了该作用对边坡安全系数大小以及潜在滑移面位置所产生的影响规律。研究结果显示,土钉抗剪效应对提高边坡稳定性有着很大的影响。当抗剪效应因子从0增大0.3时,边坡安全系数随着土钉倾角有着先增大后减小的规律,土钉的最优倾角也相应增大。在土钉长度和倾角不变的情况下,考虑土钉抗剪效应使得边坡的安全系数计算值有所提高,同时推测出的边坡滑移面后移。在抗剪效应因子从0增至0.5的过程中,安全系数可以提高两到三成。本研究的结论为在工程中更合理应用土钉支护技术提供了参考依据。
- 田坤朱鸿鹄张诚成
- 关键词：土钉支护滑裂面
- 分布式光纤探测地裂缝的理论基础探讨被引量：7
- 2019年
- 地裂缝监测是科学认识其成灾机制并进行灾害防治必不可少的工作。高空间分辨率分布式光纤感测(DFOS)技术的发展及其在地质和岩土工程监测中的应用,为地裂缝的精细化探测提供了技术支撑。本文探讨了DFOS技术探测地裂缝的理论基础。以地裂缝形成过程中土体的张拉破坏模式为例,结合传感光缆应变的特点,提出了基于线应变的地裂缝形成判定准则:Rs=ε3/εt(其中,εt为土体的极限拉应变,ε3为最小主应变)。当Rs小于1时,最小主应变小于极限拉应变,土体未发生张拉破坏;当Rs大于1时,土体发生张拉破坏,地裂缝形成。在此基础上,对DFOS探测地裂缝过程中存在的空间分辨率效应、传感光缆-土体界面效应、应变局部化效应、温度效应和应变传递效应及其对策进行了分析和讨论。在实际应用中需针对不同的地质条件和监测需要,对这些效应进行分析和处理,以提高监测结果的准确性。
- 张诚成施斌施斌朱鸿鹄
- 关键词：地裂缝
- 基于光纤监测的边坡应变场可视化系统研究被引量：8
- 2017年
- 近年来分布式光纤传感技术已成为土工测试领域的一股新生力量,在岩土体尤其是边坡的变形监测中发挥了日益重要的作用。基于该技术构建的边坡智能监测系统能捕捉坡表和坡体内部应变场的时空分布特征。由于光纤监测可获取海量数据,如何对其进行高效的提取、处理和挖掘是该技术应用中的瓶颈。基于MATLAB开发的边坡应变场可视化系统通过用户界面实现了对海量光纤监测数据的识别、去噪、预测分析和可视化展示,并具有边坡稳定状态诊断及预警的功能。在一组室内边坡模型试验中,采用该系统成功实现了边坡应变场监测数据的可视化,并对边坡稳定性相关的预警阈值进行了回归分析,体现了其处理数据方便、快捷、高效、直观等特点。该系统未来将在现场边坡的监测和滑坡预警预报中发挥重要的作用。
- 许星宇朱鸿鹄张巍张诚成施斌
- 关键词：边坡数据处理可视化MATLAB
- 一种基于光纤传感的探头固定式联合测定黏土界限含水率的方法与装置
- 本发明涉及一种基于光纤传感的探头固定式联合测定黏土界限含水率的方法与装置，量测装置包括光纤应变传感模块、光纤温度补偿模块和光纤光栅数据解调模块。传动装置包括步进电机、载物台。步进电机推动试样以一定的速度上移并被圆锥探头贯...
- 李豪杰朱鸿鹄张诚成程刚张春新裴华富施斌
- 文献传递
- 土体变形分布式光纤监测标定与试验方法及其装置
- 本发明涉及一种土体变形分布式光纤监测标定与试验装置，包括标定与试验主箱、应变感测光纤、光纤解调仪、数字图像采集与分析装置；所述试验主箱前后两面为透明的刚性板，内部填充有分层压实的土体；所述应变感测光纤沿水平向和/或竖向逐...
- 朱鸿鹄张诚成施斌李飞许星宇董文文王德洋朱泳
- 文献传递
- 传感光缆与土体变形耦合性试验与评价模型研究
- 地表土体是人类活动和工程建设的主要场所，其变形和失稳会造成滑坡、地面沉降、基坑失稳等地质灾害或岩土工程问题。土体变形规律十分复杂，具有大变形、非线性、非连续性，时空跨度大，空间分布变异强等特点。土体的这些特点要求相应的的...
- 张诚成
- 关键词：土体变形抗剪强度
- 文献传递
- 钻孔回填料与直埋式应变传感光缆耦合性研究被引量：21
- 2018年
- 钻孔回填料与直埋式应变传感光缆之间的耦合性,是决定分布式光纤感测（DFOS）技术能否利用一个钻孔精细化监测钻孔地层剖面变形分布的关键。利用自主研制的可控围压光缆–土体相互作用特性试验装置,探究了0～1.6MPa围压下传感光缆与松填砂土以及击实砂–黏混合土之间的耦合性。试验与理论分析结果表明：在拉拔状态下,光缆–土体界面呈现渐进性破坏特征;在低围压下,光缆轴向应变随拉拔位移的增大而增大,且不断向光缆尾部传递;在高围压下,应变的扩展与传递被限制在很小的范围内;理想弹–塑性拉拔模型可较好地描述光缆–土体界面的渐进性破坏特性。提出采用光缆–土体耦合系数ζc–s定量描述光缆与土体之间的耦合性,将10000με下的ζc–s值作为评价长期监测条件下两者耦合性的指标,并根据0.5,0.75,0.9三个ζc–s值将两者的耦合性分为强、较强、较弱以及弱4类。一定围压下,光缆与土体具有强耦合性;对于松填砂土与击实砂–黏混合土,该临界围压值分别为0.55 MPa与0.17 MPa。以苏州盛泽地面沉降为例,分析了钻孔回填料与传感光缆之间的耦合性,结果表明：距地表约16 m深度以内两者具有较强耦合性;而约16m深度以下两者具有强耦合性,传感光缆的应变数据可准确反映地层的变形。这一研究成果为DFOS技术应用于钻孔剖面地面沉降监测提供了坚实的理论依据。
- 张诚成施斌刘苏平顾凯张磊魏广庆
- 关键词：地面沉降监测
