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地下管廊结构纵向断面较长,不可避免地会产生局部不均匀沉降,严重时造成管线断裂形成火灾甚至爆炸等灾害。对此,及时准确地获取地下管廊的局部不均匀沉降信息是十分重要的。光纤光栅作为一种性能优异的传感元件,可以通过中心波长变化感知外界应变和温度的变化,其具有体积小、灵敏度高、抗电磁干扰、可以准分布排布等优点,适合于地下管廊结构的监测。此外,Revit软件作为建筑信息化平台,为搭建三维可视化监测平台提供了友好的端口支持。本文采用光纤光栅作为核心传感元件,开发了两类共三种位错计并开发了与其配套的三维可视化监测插件,所完成的工作如下:(1)介绍了光纤光栅的基本结构和理论,建立了光纤光栅应变和温度传感模型,提出了光纤光栅温度补偿方法和传感器标定方法。(2)开发了大量程矩形双弹簧式光纤光栅位错计、大量程楔形光纤光栅位错计和高精度光纤光栅位错计,对三种位错计的工作原理进行分析,给出了光一位移方程。(3)分别开展了大量程矩形双弹簧式光纤光栅位错计、大量程楔形光纤光栅位错计和高精度光纤光栅位错计的标定试验,得到三种位错计的位移—波长变化曲线以及应变—波长变化曲线,给出了传感器的静态特性指标,并对三种光纤光栅位错计进行误差分析。(4)开发了基于Revit平台的三维可视化监测插件,并整合了 SM-130解调仪的基本功能。详述了该插件三个模块子界面和功能的设计意图和实现方法。通过试验验证了该插件的可用性和稳定性。本研究创新性地设计了基于弹簧结构和基于悬臂梁结构的两类共三种光纤光栅位错计。具有结构简单、传力途径明显、监测精度和量程可调以及抗电磁干扰的优势,为地下管廊结构沉降缝两侧相对沉降的长期监测提供了新型传感装备。设计的大量程矩形双弹簧式光纤光栅位错计的量程为±200mm,双向灵敏度系数分别为34.85pm/cm和31.48pm/cm,双向静态误差分别为6.077%和5.776%。设计的大量程楔形位错计的量程为±225mm,灵敏度系数是23pm/cm,静态误差为3.547%。设计的高精密光纤光栅位错计的量程为土22.5mm,灵敏度系数是23.96pm/mm,静态误差为3.987%。此外,开发了与其适配的基于Revit平台的三维可视化监测插件,试验表明,该插件与位错计可以稳定地协同工作。