Sensores de fibra óptica tipo LPG aplicados a la determinación de tensiones y deformaciones en suelos

Abstract

En este trabajo se muestra la aplicación de sensores de fibra óptica tipo LPG a la determinación del esfuerzo transmitido y deformación de una muestra de suelo confinado sometido a cargas superficiales. El esfuerzo transmitido fue medido por un sensor de presión LPG mecánico y la curvatura del suelo por sensores LPG permanentes enterrados a profundidades de 0,1m; 0,2m; 0,4m y 0,6m. Suelo arcilla-arenoso característico de la UNICAMP fue depositado en un cilindro de 0,8m de longitud y 0,305 m de diámetro. El suelo fue ligeramente compactado en capas de 0,2m instalándose sobre cada capa un sensor LPG. Cargas superficiales de hasta 227 KPa fueron aplicadas sobre la superficie del suelo midiéndose deformaciones axiales del suelo menores a 3mm por nuestros sensores con sensibilidades del orden de 0,22 mm/dB. Los valores de los módulos de elasticidad para este tipo de suelo fueron determinados a partir del ajuste de las ecuaciones de Bousinessq con los valores medidos por los sensores LPG enterrados. Un módulo de Young de 5,39 MPa y un coeficiente de Poisson ν=0,52 fueron determinados para este tipo de suelo.

This paper shows the application of LPG optical fiber sensors to the determination of the transmitted stress and deformation of a sample of confined soil subjected to surface loads. The transmitted stress was measured by a mechanical LPG pressure sensor and the curvature of the ground by permanent LPG sensors buried at depths of 0.1m; 0.2m; 0.4m and 0.6m. Clay-sandy soil characteristic of UNICAMP was deposited in a cylinder of 0.8m in length and 0.30m in diameter. The soil was lightly compacted in 0.2m layers and an LPG sensor was ¡nstalled on each layer. Surface loads of up to 227 KPa were applied to the surface of the soil, measuring axial soil deformations of less than 3mm by our sensors with sensitivities of the order of 0.22 mm/dB. The valúes of the modulus of elasticity for this type of soil were determined from the fitting of the Bousinessq equations with the valúes measured by the buried LPG sensors. A Young's modulus of 3.39 MPa and a Poisson's coefficient v = 0.32 were determined for this type of soil.