近些年来,随着人们的生活水平不断提高、生活节奏不断加快,在出行时倾向于选择高效、便捷的出行方式,而铁路路基是影响高铁安全、快速行驶的重要保障,其安全性问题变得越来越重要。为了能够实时有效的对路基状况进行监测,国内外专家学者为此投入了大量的精力,其中,使用光学传感器来进行路基沉降测量的方法成为近年来的研究热点。双芯光纤由于其特殊的结构,具有传输容量大、对温度和弯曲等具有较强的敏感性、具有可以工作在气候相对恶劣环境的优势,所以本文提出利用双芯光纤的受力弯曲特性来对路基状况进行监测。主要研究工作和成果如下:1.介绍了目前路基沉降问题所采用的监测方法、光纤传感系统的工作原理以及双芯光纤的研究现状,分析各种监测方法的优缺点。2.从麦克斯韦方程出发,推导出一般意义的耦合模方程,将其应用于双芯光纤耦合模方程的推导过程中,得出双芯光纤耦合模方程并求出方程的解。然后利用Matlab仿真软件对双芯光纤的耦合特性进行分析,得出的结论为:在理想耦合时,两个纤芯之间的能量可以完全的相互转换,互耦合系数相同;非理想耦合时,可以用δ2/K12K21来反映耦合效率,得出耦合效率受到纤芯距、纤芯半径、纤芯折射率、包层折射率的影响。3.对双芯光纤受力弯曲时的弯曲特性进行分析。分析了影响双芯光纤弯曲特性的性能参数主要有有效折射率、弯曲半径和放置角度,并通过COMSOL Multiphysics仿真软件对影响双芯光纤性能特性的参数进行仿真分析,本文中分析了纤芯半径为4μm,5μm,6μm时,弯曲半径、波长和放置角度的改变对弯曲损耗的影响;纤芯距为10μm,14μm,18μm时,弯曲半径、波长和放置角度的改变对弯曲损耗的影响;纤芯包层折射率差不同时,弯曲半径、波长和放置角度的改变对弯曲损耗的影响。通过以上分析可以得出如下结论:双芯光纤的弯曲损耗受纤芯半径、纤芯距、纤芯和包层折射率差的影响,纤芯距越小、纤芯与包层的折射率差越小、纤芯半径越小,弯曲损耗变化越大;此外,在双芯光纤结构参数一定时,弯曲半径较小、波长较长的双芯光纤弯曲损耗较大。4.在对双芯光纤弯曲特性分析的基础上,分析每组双芯光纤弯曲损耗与路基沉降量的关系,并对每组光纤的灵敏度进行分析对比,验证其可以应用到路基沉降的测量中。