Método e algoritmo de reconstrução de curva para o monitoramento de deslocamento de solo através de sensores a rede de Bragg

Submitted by Aglair Aguiar (aglair@ct.ufrj.br) on 2019-09-10T16:16:12Z No. of bitstreams: 1 882166.pdf: 3287533 bytes, checksum: 2fe3303b5bb07c2885852f4e6e3a5212 (MD5)Made available in DSpace on 2019-09-10T16:16:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 882166.pdf: 3287533 bytes, checksum: 2fe3303b5bb07c2885852f4e6e3a5212 (MD5) Previous issue date: 2018-02O presente estudo propõe uma alternativa à técnica de instrumentação geotécnica por torpedo com inclinômetro, buscando uma solução de monitoramento contínuo e permanente, para quantificar o movimento de massa de solos, tal como movimentos oriundos de barragens de terra, aterros sanitários e encostas. Para atingir este objetivo, um sistema baseado em sensores ópticos a rede de Bragg é proposto: um tubo instrumentado com tais sensores, ao longo de seu comprimento, com a capacidade de medir quantitativamente o seu perfil, ou seja, a sua posição bidimensional em coordenadas cartesianas. Potencialmente, para uma implementação do sistema em campo, seria necessário apenas a instalação e comissionamento deste tubo uma única vez, minimizando ou extinguindo manutenções periódicas. Um algoritmo foi desenvolvido para reconstruir curvas bidimensionais a partir de dados de curvatura, associados ao perfil de deslocamento do tubo instrumentado, e utilizando as equações de Frenet-Serret. Dados reais de medição em campo por torpedos de inclinômetro foram utilizados para a análise da resposta do algoritmo proposto, bem como testes em laboratório foram realizados a fim de simular a metodologia do presente estudo e validar o desempenho de todo o sistema de monitoramento em escala reduzida.The present study proposes an alternative to the geotechnical instrumentation that uses inclinometers, aiming for a continuous and permanent solution, in order to quantify the ground movement, for example, from earth dams, landfill sites and slopes. A system based on optical sensors, Fiber Bragg Grating sensors, is proposed to achieve the goal of this study: a tube, with sensors installed along its length, capable of measuring its own profile, in other words, its bi-dimensional position in Cartesians coordinates. Potentially, the in-field deployment of this monitoring system – installation and commissioning – would be executed only once, minimizing or extinguishing the need of periodic interventions. An algorithm was developed with the purpose to rebuilding bi-dimensional curves from its curvature data, which are associated to the displacement profile of the tube instrumented by the optical sensors, and employing the Frenet-Serret equations. Real data from in-field monitoring measured by a slope indicator system (inclinometers) was used to assess the response of the developed algorithm. Moreover, laboratory tests were performed to simulate the methodology of the present study and to assess the performance of the entire monitoring system in a small-scale scenario