时间：2022-12-21 14:31:04
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇光纤传感技术论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【论文摘要】：介绍了光纤传感器的基本构成及原理，综述了近年来光纤传感器技术的应用和发展，对光纤传感技术的研究发展方向进行了展望。
光纤传感器随着光纤通信技术的实用化有了迅速发展，且以体积小、重量轻、检测分辨率高、灵敏度高、测温范围宽、保密性好、抗电磁干扰能力强、抗腐蚀性强等明显优于传统传感器的特点，其应用范围深入至国防军事、航天航空、土木工程、电力、能源、环保、医学等。现如今光纤传感器已经能够对温度、压力、温度、振动、电流、电压、磁场等物理量进行测定，发展空间相当广阔。
1. 光纤传感器的基本构成和组成原理
光纤传感器主要由光源、光纤与探测器3部分组成，光源发出的光耦合进光纤，经光纤进入调制区，在调治区内，外界被测参数作用于进入调区内的光信号，是其光学性质如光的强度、相位、偏振态、波长等发生变化成为被调制的信号光，再经过光纤送入光探测器而获得被测参数，光纤传感器中的光纤通常由纤芯、包层、树脂涂层和塑料护套组成，纤芯和包层具有不同的折射率，树脂涂层对光纤起保护作用，光纤按材料组成分为玻璃光纤和塑料光纤；按光纤纤芯和包层折射率的分布可分为阶跃折射率型光纤和梯度折射率光纤两种。光纤能够约束引导光波在其内部或表面附近沿轴线方向向前传播，具有感测和传输的双重功能，是一种非常重要的智能材料。
2. 光纤传感器的类型及特点
光纤传感器的类型很多，按光纤传感器中光纤的作用可分为传感型和传光型两种类型。
传感型光纤传感器又称为功能型光纤传感器，主要使用单模光纤，光纤不仅起传光作用，同时又是敏感元件，它利用光纤本身的传输特性经被测物理量作用而发生变化的特点，使光波传导的属性(振幅、相位、频率、偏振)被调制。因此，这一类光纤传感器又分 为光强调制型，偏振态调制型和波长调制型等几种。对于传感型光纤传感器，由于光纤本身是敏感元件，因此加长光纤的长度可以得到很高的灵敏度。
传光型光纤传感器又称非功能型光纤传感器，它是将经过被测对象所调制的光信号输入光纤后，通过在输出段进行光信号处理而进行测量的。在这类传感器中，光纤仅作为传光元件，必须附加能够对光纤所传递的光进行调治的敏感元件才能组成传感元件。
3. 光纤传感器的应用
光纤传感器的应用范围很广，几乎涉及国民经济的所有重要领域和人们的日常生活，尤其可以安全有效地在恶劣环境中使用，解决了许多行业多年来一直存在的技术难题，具有很大的市场需求。主要表现在以下几个方面的应用:
(1) 城市建设中桥梁、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器的应用。光纤传感器可预埋在混凝土、碳纤维增强塑料及各种复合材料中，用于测试应力松弛、施工应力和动荷载应力从而来评估桥梁短期、施工阶段和长期营运状态的结构性能。
(2) 在电力系统，需要测定温度、电流等参数，如对高压变压器和大型电机的定子、转子内的温度检测等，由于电类传感器易受强电磁场的干扰，无法在这些场合中使用，只能用光纤传感器。分布式光纤温度传感器是近几年发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的高新技术，分布式光纤温度传感系统不仅具有普通光纤传感器的优点，还具有对光纤沿线各点的温度的分布式传感能力，利用这种特点我们可以连续实时测量光纤沿线几公里内各点的温度，定位精度可达米的量级，测温精度可达1度的水平，非常适用于大范围多点测温的应用场合。
(3) 在石油化工系统、矿井、大型电厂等，需要检测氧气、碳氢化合物、CO等气体，采用电类传感器不但达不到要求的精度，更严重的是会引起安全事故。因此，研究和开发高性能的光纤气敏传感器，可以安全有效地实现上述检测。
(4) 在环境监测、临床医学检测、食品安全检测等方面，由于其环境复杂，影响因素多，使用其它传感器达不到所需要的精度，并且易受外界因素的干扰，采用光纤传感器可以具有很强的抗干扰能力和较高的精度，可实现对上述各领域的生物量的快速、方便、准确地检测。目前，我国水源的污染情况严重，临床检验、食品安全检测手段比较落后，光纤传感器在这些领域具有极好的市场前景。
(5) 医学及生物传感器。医学临床应用光纤辐射剂量计、呼吸系统气流传感系统;圆锥形微型FOS测量氧气浓度及其他生物参数;用FOS探测氢氧化物及其他化学污染物;光纤表面细胞质粒基因组共振生物传感器;生物适应FOS系统应用于海水监测、生化技术、医药。
光纤传感器在实践中运用到的例子举不胜举，这些技术都是多学科的综合，涵盖的知识面广，象光纤陀螺，火花塞光纤传感器，光纤传感复合材料，以及利用光纤传感器对植物叶绿素的研究等等；随着科技的不断进步，越来越多的光纤传感器将面世，它将被应用到生产生活的每一个角落。
4. 光纤传感器的技术发展方向
光纤传感技术经过20余年的发展也已获得长足的进步，出现了很多实用性的产品，然而实际的需要是各种各样的，光纤传感技术的现状仍然远远不能满足实际需要。目前，光纤传感器技术发展的主要方向是。
(1) 传感器的实用化研究。即一种光纤传感器不仅只针对一种物理量，要能够对多种物理量进行同时测量。
(2) 提高分布式传感器的空间分辨率、灵敏度，降低其成本，设计复杂的传感器网络工程。注意分布式传感器的参数，即压力、温度，特别是化学参数(碳氢化合物、一些污染物、湿度、PH值等)对光纤的影响。
(3) 传感器用特殊光纤材料和器件的研究。例如:增敏和去敏光纤、荧光光纤、电极化光纤的研究等。这些将是以后传感器进一步发展的趋势。
(4) 在恶劣条件下(高温、高压、化学腐蚀)低成本传感器(支架、连接、安装)的开发和应用。
(5) 新传感机理的研究，开拓新型光纤传感器。
参考文献
[1] 肖军， 王颖. 光纤传感技术的研究现状与展望[J]. 机械管理开发， 2006，6.
[2] 吴洁， 薛玲玲. 光纤传感器的研究进展[J]. 激光杂志， 2007，5.
[3] 吴琼， 吴善波， 刘勇， 袁长迎. 新型光纤传感器的设计及其特性研究[J]. 仪表技术与传感器， 2007，11.
张岩,首都师范大学物理系研究员,系科研副主任,哈尔滨工业大学兼职教授,博士生导师。兼任中国物理学会光物理委员会委员;中国光学学会全息与信息处理委员会委员;中国光学学会光电技术委员会委员;中国仪器仪表协会光机电技术与系统集成分会理事; 美国光学学会(Optical Society of America)会员和光电工程师协会(SPIE)会员。2004年入选北京市科技新星计划。目前从事的研究方向为光子晶体器件设计、太赫兹光谱与成像、表面等离子光学以及光学信息处理。
光学之芒,灿烂辉煌。在光学的领域里,他头顶着太多的“光环”,却没有丝毫松懈,肩负着无限重任,但始终沉着、坚毅。他渊博宽厚,抱定赤子之心,十余载春秋献身中国光学领域,他就是首都师范大学物理系研究员、系科研副主任张岩。
九天揽月鸿鹄志 步步为营创辉煌
在通往科学高峰的路上,张教授一路前行,品尝着希望与困难,交融着荣耀与汗水,深造期间,他用不懈的努力换来了中国光学科技前沿领域的重大突破。读研期间,他同导师刘树田教授一起在国内率先开展光学分数傅立叶变换的研究。为利用光学分数傅立叶变换进行信息处理铺平了道路。在中科院物理所攻读博士学位期间,开拓了分数傅立叶变换在光学信息处理领域中的应用,被评价是国内在现代光学技术科学领域研究工作中的优秀成果具有国际先进水平。
1999-2001年,他获得日本学术振兴会博士后基金资助,在日本山形大学工学部从事生物成像研究,被应用在实际的仪器上。2001-2002年,他在香港理工大学电子工程系从事光纤气体传感器研究。其研究内容被收录在《光纤传感技术新进展》一书中,已出版发行。2002-2003年,他在德国洪堡基金的资助下在德国斯图加特大学应用光学研究所任洪堡研究员,从事数字全息重建算法的研究,提出了利用相位恢复算法来进行数字全息重建的新方案,引起了同行的重视和肯定。这部分内容作为美国Nova Science出版社的新书《New Developments in Lasers and Electro-Optics Research》中的一章,已经出版发行。
2003年,他进入首都师范大学物理系工作,先后获得了北京市科技新星计划,北京市留学人员择优资助等人才项目的资助。作为北京市“太赫兹波谱与成像”创新团队的核心成员,主要从事太赫兹波谱与成像,太赫兹波段表面等离子光学和微纳光电子器件设计研究。他提出的多波长成像方法得到了美国Rice大学太赫兹研究者Mittleman的认可,被评价为不仅可以有效地增加成像范围,还可以提高信噪比。多篇论文被太赫兹领域的虚拟期刊收录。并于2007年和2009年分别到美国伦斯特理工大学和德国康斯坦茨大学进行访问研究。
欢声震地 惊退万人赢战绩
在多年的研究中,张教授撰写了众多论文和专著、获奖无数,参与撰写专著三部,申请专利4项,发表科技论文130余篇,其中SCI收录论文80余篇,影响因子在3.5以上的论文22篇,被他人引用510余次,H指数为12。1996年获黑龙江省优秀科技论文奖,1999年获得日本学术振兴会博士后基金,2002年获得德国洪堡基金资助,2004年荣获北京市科技新星称号,2005年获北京市优秀人才资助,2007年被评为北京市中青年骨干教师,2007年“基于太赫兹光谱和成像技术的检测方法”获中国分析测试协会科学技术奖(三等奖)。
正所谓,知者不惑,仁者不忧,勇者不惧,而今的他,顾自横笔向天笑,豪气冲天,在信仰的战场上,永保冲锋的状态……
关键词：大型桥梁结构健康检测检测技术传感器
中图分类号： TU997 文献标识码： A
一、现代大型桥梁健康监测技术的概念
大型桥梁结构健康监测实际上是一个多参数(包括温度、应力、位移、动力特性等)的监测。所谓大型桥梁结构健康监测技术就是指利用一些设置在大型桥梁关键部位的测试元件、测试系统、测试仪器，实时、在线地量测大型桥梁结构在运营过程中的各种反应，并通过对这些大型桥梁结构关键部位的测试数据的现场采集、数据与指令的远程传输、数据储存与处理、结构安全状态的评估与预警等一系列程序，分析大型桥梁结构的安全状况、评价其承受静、动态荷载的能力和结构的安全可靠性，为运营及管理决策提供依据.
大型桥梁结构健康监测技术涉及多个学科交叉领域，随着现代检测技术、计算机技术、通讯技术、网络技术、信号分析技术以及人工智能等技术的迅速发展，大型桥梁结构健康监测技术正向实时化、自动化、网络化的趋势发展。目前，包含多项检测内容、能对大型桥梁状态进行实时监测，并集成了远程通信与评判控制的健康监测系统，已经成为大型桥梁健康监测技术发展的前沿.
大型桥梁结构健康监测技术主要包括监测系统总体设计技术、传感器及其优化布设技术、数据自动采集与传输技术、结构仿真分析技术、健康诊断与结构安全评估技术等。
二、大型桥梁结构健康监测系统总体设计技技术
大型桥梁结构健康监测系统是集结构监测、系统辨识和结构评估于一体的综合监测系统。通常采用各种先进的测试仪器设备对大型桥梁在外界各种激励(包括交通荷载、环境荷载等)下的各种响应进行监测;然后对监测到的各种信息进行处理，结合结构模型等知识对结构进行诊断，分析结构的损伤状况;最后对大型桥梁结构的健康状态进行评价，并确定科学的大桥维修、养护策略。其监测内容一般包括
1)大型桥梁结构在正常环境与交通条件下运营的物理与力学性能响应，包括各种荷载下的内力(应力)、变形、固有频率、模态、混凝土的碳化、钢筋的锈蚀等。
2)大型桥梁重要非结构构件(如支座)和附属设施的工作状态;
3)大桥所处环境条件等。
大型桥梁结构健康监测是运用现代的传感与通讯技术，实时监测大型桥梁运营阶段在各种环境荷载条件下的结构响应与行为，对于具体的一座大型桥梁的监测系统设计，由于其本身的结构特点和监测重点的不同，其相应的监测方法、内容、规模、监测效果也各不相同，但总体上应遵循以下设计准则:
1、系统功能要求
不同的功能目标所要求的监测项目不尽相同。绝大多数大跨度大型桥梁结构监测系统的监测项目都是从结构监控与评估出发的。如果监测系统考虑具有结构设计验证的功能，那就要获得较多结构系统识别所需要的信息。一般来说，对于大跨度索支承大型桥梁，需要较多的传感器布置于桥塔以及加劲梁以及缆索、拉索各部位，以获得较为详细的结构动力行为并验证结构设计时的动力分析模型和响应预测。
另外，在支座、挡块以及某些联结部位需安设传感器获取反映其传力、约束状况等的信息。因此大型桥梁结构健康监测系统的功能应考虑以下几个主要方面:
1）结构整体行为方面:包括研究结构在车桥共同作用、强风、强地面运动下的非线性特性以及桥址处环境条件变化对结构动力特性、静力状态(内力分布、变形)的影响等。
2)结构局部问题:例如边界、联接条件，钢梁焊缝疲劳及其它疲劳问题;结合梁结合面的破坏机制;索支承大型桥梁缆(拉)索和吊杆的振动局部损伤机制。
3)抗震方面:包括各种场地地面运动的空间与时间变化、结构相互作用、多点激励对结构响应的影响等，通过对墩顶与墩底应变、变形及加速度的监测进行大型桥梁抗震分析等。
4)抗风方面:包括风场特性观测、结构在自然风场中的行为以及抗风稳定性。
此外，也应重视结构耐久性问题、基础变形规律、桩基的承载力等问题。
2、效益/成本分析
监测系统的设计首先应该考虑建立该系统的目的和功能，对于特定的大型桥梁，建立结构健康监测系统的目的可以是大型桥梁监控与评估，或是设计验证，甚至以研究发展为目的。一旦建立系统的目的确定，系统的监测项目就可以基本上确定，也就可以确定其功能的设计要求。但由于监测系统设计过程中各监测项目的规模以及所采用的传感仪器和通信设备等的确定需要考虑投资的限度，因此在设计监测系统时必须对监测系统方案进行成本/效益分析。根据功能要求和成本/效益分析将监测项目和测点数量设计到所需的范围内，以便最优化地选择安装系统硬件设施。
三、传感器及其优化布置技术
传感器的选择主要考虑以下几个方面的因素:传感器类型的选择以及传感器的精度、分辨率、频响及动态范围;传感器布设位置以及其周围动态环境的影响程度、测量噪声的影响程度等。
大型大型桥梁健康检测、监测过程中应用的传感器主要用来测量加速度、速度、位移及应变等参数，由于大型桥梁结构尺寸庞大，同时自振频率往往非常低，结构的响应水平通常也非常小，因此，要求传感器必须具有频响范围广、低频响应好、测量范围大的特点。传统的传感器有压电式力传感器、加速度传感器、阻抗传感器、应变片等，它们己广泛应用于各类工程结构的实测中，这里不再赘述.
目前新兴的传感器主要有:疲劳寿命丝、压电材料传感器、碳纤维、半导体材料和光纤传感器等。
光纤传感器是随着光纤通讯技术的蓬勃发展而涌现出来的一种先进的传感器，是用于长期监测的最理想材料。其主要性能特点包括:
1)具有感测和传输双重功能;抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀，本质安全可靠，耐久性好;灵敏度高;重量轻、体积小、可挠曲，对被测介质影响小;
2)便于复用、成网，有利于与现有光通信技术组成遥测网和光纤传感网络;
3)测量范围广。可测量温度、压强、应变、应力、流量、流速、电流、电压、液位、液体浓度、成分等。
四、大型桥梁结构健康监测系统总体设计
现代大型桥梁结构健康监测技术不只是传统的大型桥梁检测技术的简单改进，而是运用现代传感与通信技术，实时监测大型桥梁运营阶段在各种环境条件下的结构响应与行为，获取反映结构状况和环境因素的各种信息，并由此分析结构的健康状况、评估结构的可靠性，为大型桥梁的管理与维修决策提供科学依据.
1 监测系统的组建，见图1：
图 1典型大型桥梁结构健康监测系统框图
2 监测系统的设计原则
1)目的与功能的主辅原则
监测系统的设计应该以建立该系统的目的和功能为主导性原则，建立健康监测系统的目的确定后，则系统的监测项目和仪器系统就可基本确定。一般而言，建立大型桥梁健康监测系统的主要目的是掌握结构的运营安全状况，因此健康监测系统的设计应首先考虑以结构安全性为主的监测原则，是能够关乎结构安全与否的重点监测内容，而其它目的则为辅的。
2)功能与成本最优原则
健康监测系统的成本通常比较大，其成本一般由三大部分组成:结构仿真分析费用、仪器系统费用及处理软件费用。结构仿真分析部分费用一般较小，但其意义重大。仪器系统是健康监测系统成本的主要部分，监测项目及传感器数量越多，监测信息就越全面，从而系统成本就越高;反之则降低系统成本，但同时可能会因为监测信息不足而使监测数据有效性减小。所以为使系统成本更合理，有必要对功能与成本进行优化，使用最小的投资，获得最大的有效监测信息。信息处理软件费用，其主要功能是对巨量信息进行解释、存储、传输及初步评价等，
该部分费用相对也比较小。
3)系统性和可靠性原则
监测分析、仿真计算、工程经验有机结合，也只有用系统分析原理，使测点之间、监测项目之间能相互结合，从而提高整个系统的监测功效;监测系统最基本的要求是可靠性，而整个系统的可靠性取决于所组成的各种仪器的可靠性、监测网络的布置及设计的统筹安排和施工上的配合等因素。
4)关键部件优先与兼顾全面性原则
关键部件是指各种原因导致的可能破坏区、变形敏感区及结构的关键部位，这些关键部件都必须重点监测。但也应考虑全面性，考虑对结构整体性进行监测，例如基础的总体安全性监控等。
5)实时与定期监测结合原则
根据监测目的、功能与成本优化确定监测项目后，应该考虑的是实时监测与定期监测分别设置的原则。由于监测项目的不同，有些项目不必长期实时监测，但其监测频率又远高于人工监测，这时可考虑采用定期监测，以减少后期维护成本和数据处理压力。
结束语：
交通运输是一个国家的经济命脉，而大型桥梁是交通的咽喉，大型桥梁的建造和维护是一个国家基础设施建设的重要组成部分，同时也是经济发展与技术进步的象征。本文简要分析了大型桥梁的健康系统的设计，希望对同行以帮助。
参考文献：
[1]孙全胜.智能大型桥梁结构健康监测的研究，东北林业大学博士学位论文.2005.
[2]廖延彪‘光纤传感发展近况[J].光电子技术与信息，2000, 13 (3): 27-29.
1.汶川地震中道路边坡工程震害分析
2.边坡工程风险分析理论与应用研究
3.边坡工程分布式光纤监测技术研究
4.基于岩体质量指标BQ的岩质边坡工程岩体分级方法
5.边坡工程灾害防治技术研究
6.复杂岩质高边坡工程安全监测三维可视化分析
7.锦屏一级水电站左岸高边坡工程整体稳定性的模型试验研究
8.边坡工程中监测数据场三维云图实时动态可视化方法
9.突变理论在边坡工程应用的研究进展
10.边坡工程监测技术分析
11.地震作用下边坡工程动力响应与永久位移分析
12.基于强度折减法和容重增加法的边坡稳定分析及工程研究
13.深埋混凝土抗剪结构加固设计方法及其在大型边坡工程治理中的应用
14.光纤光栅测试技术在边坡工程中的应用
15.三维不连续变形分析理论及其在岩质边坡工程中的应用
16.工程边坡绿色防护机制研究
17.边坡工程可靠性的支持向量机估计
18.对边坡工程安全系数的思考
19.边坡工程风险评估与风险因子比率分析
20.边坡工程可靠性分析的最大熵方法
21.西南水电高陡岩石边坡工程关键技术研究
22.边坡工程失稳灾害预警系统的研究
23.边坡工程建设安全评估方法研究
24.边坡工程耐久性研究分析
25.边坡工程辅助决策系统及其在万梁高速公路中的应用研究
26.公路边坡工程地质灾害危险性评估方法研究
27.边坡工程稳定性分析及处治技术研究
28.中国典型重大边坡工程稳定性与安全评价现状研究
29.边坡工程风险指标体系的建立与应用
30.边坡工程研究中的新理论和新方法评述
31.边坡工程地质信息的三维可视化及其在三峡船闸边坡工程中的应用
32.GIS和数值模拟技术在边坡工程中的应用评述
33.岩体边坡工程中的位移监测及分析
34.公路边坡工程监测技术评价与分析
35.可用于边坡工程的三种反演方法
36.泥化夹层对边坡工程稳定性影响及控制方法研究
37.风险评估方法在边坡工程中的应用
38.预应力锚索格构在边坡工程中的设计研究
39.锚杆加固机理研究及其在边坡工程中的应用
40.分布式光纤传感技术在边坡工程监测中的应用研究
41.高等级公路中的边坡工程问题
42.复杂边坡工程稳定性监测及信息施工
43.区间分析理论及其在边坡工程中的应用
44.边坡工程中的PSA-ANFIS反演设计方法
45.边坡工程监测资料的稳定性判断和利用
46.岩石边坡工程块体系统稳定性预测、监测与控制
47.植被混凝土在水利边坡工程中的研究进展和应用现状
48.强降雨下元磨公路典型工程边坡稳定性研究
49.既有软质岩边坡工程检测鉴定技术研究
50.边坡工程变形监测系统的研究
51.边坡工程常用稳定性分析方法
52.第七届全国岩土工程实录交流会特邀报告——基坑与边坡工程综述
53.人工智能在矿山岩体边坡工程中应用
54.边坡工程稳定性耦合分析理论与方法研究
55.边坡工程的爆破效应分析
56.福州武警学院新校区边坡工程设计研究
57.边坡工程计算机辅助设计
58.露天矿边坡工程系统演化过程
59.电磁波层析成像技术在复杂地质边坡工程勘察中的应用研究
60.水电建设中的高边坡工程
61.高速公路边坡工程工后稳定性评估
62.抗滑桩在边坡工程中的研究进展及应用
63.改进粒子群优化算法在边坡工程力学参数反演中的应用
64.基于光纤传感的边坡工程监测技术
65.三维环境下边坡工程地质编录关键技术研究及系统开发
66.边坡工程中抗滑桩的效果评价与优化设计
67.边坡柔性防护技术在岩质边坡工程中的应用研究
68.露采边坡工程特点与有关问题的探讨
69.边坡工程监测信息可视化分析系统研发及应用
70.港渝两地边坡工程中土钉技术的对比研究
71.边坡工程集成式智能决策支持系统研究
72.竖向加筋技术在边坡工程中的应用研究
73.边坡工程模糊随机可靠度分析
74.基于逆可靠度的边坡工程反演分析
75.基于异步粒子群优化算法的边坡工程岩体力学参数反演
76.论环境边坡工程的设计与防治措施
77.福建山区高速公路边坡工程与锚固技术
78.大连某档案中心基坑边坡工程支护型式研究
79.极端冰雪灾害对边坡工程稳定性影响分析研究
80.有限元强度折减法在元磨高速公路高边坡工程中的应用
81.边坡工程模糊可靠度研究
82.边坡工程中的岩石力学参数研究方法探讨
83.云南红层分布及其边坡工程病害分析
84.广义塑性理论上限法及其在边坡工程中的应用
85.锚杆抗滑桩加固边坡工程动力稳定性分析
86.边坡工程中破裂角和岩体等效内摩擦角取值及应用若干问题探讨
87.边坡工程评价与设计计算机辅助系统
88.边坡工程反馈设计研究的人工神经网络方法
89.露天煤矿边坡工程的发展趋势
90.露天矿边坡工程技术的发展与展望
91.区间分析在边坡工程中的应用
92.边坡工程处治技术分析研究及工程应用
93.绿春县登天门景区边坡工程治理方案研究 优先出版
94.花岗岩类土质边坡工程特性及加固方法研究
95.边坡工程失稳灾害预警的研究
96.基于能量方法的岩体破坏机理及其在边坡工程中的应用
97.边坡工程加固需求度评价及其应用
98.基于DEA的地震作用下岩石边坡工程整体安全风险分析 .
术产业现状和风险投资的基础上，寻求风险投资公司和高校高新技术产业的结合点，以促进二者的快速成长
和发展。
关键词 产学研 风险投资 高新技术产业 风险投资公司
1 高等学校高新技术产业与风险投资的内涵及外延
高校是培养和造就高素质的创造性人才的摇篮，是认识未知世界、探索客观真理、为人类解决面临的重大课题提供科学依据的前沿，是知识创新、推动科学技术成果向现实生产力转化的重要力量。产学研合作是指高等学校把科研成果迅速投向企业，并积极促进其转化为生产力，在短时期内通过市场形式实现为人类服务的目的；同时，科技成果与企业、市场结合形成的资本，又部分反过来投入高校科研，从而增强高校实力。通过这种结合，促进教学、科研的资本转化。
高校高新技术产业化就是要使高校高新技术成果实现工业化，把新技术变为可供广泛应用的新产品、新资源。它具有高投入、高风险，高收益的特征。
风险投资是指投资主体将资本投入到高新技术产业，特别是尚处于创业阶段的新兴高科技产业，并与之合作经营，完成高新技术的开发及其成果的产业化，待高新技术产业成长为规模产业后，以出让其股权获得收益的一种投资方式，它涉足的大多是高新技术产业。风险投资具有如下一些特征：它以那些比较长期的、有创意的、具有较高潜在市场收益和商业前景的高新技术产业或项目作为投资对象，风险投资主体以资本人股，实行长期投资，注重长远利益；通过扶植高新技术产业的股权置换或企业上市，以及股票升值的办法来回收资本和高额利润，再投资另一新创企业，周而复始；具有较大的风险性和高收益性。从事风险投资的企业被称为风险投资公司。
风险投资作为20世纪金融领域最成功的创新成就之一，在美国“硅谷”取得了极大地成功，特别是在IT行业中，演绎了一个又一个传奇的神话故事，在短短的几十年里，发展成为一个重要的投资方式，并得到国内外经济界和教育界的普遍关注。
2 风险投资在高校高新技术产业中的作用
一位美国投资专家曾这样评价过风险投资：美国硅谷的神奇故事，不仅归功于科学技术的发展，更得益于一种特殊资本运营模式一风险投资。据统计，美国90％以上的高新技术产业是按照风险投资模式来运行的，接受风险投资的企业中有80％以上的是高新技术企业，闻名世界的微软公司、英特尔公司、苹果电脑公司无一不是借助风险资本起家发展起来的。由此可见，风险投资对科学技术和社会经济的巨大影响，不仅如此，它对高校高新技术产业同样具有强大的支撑作用。具体表现在：风险投资公司介入，可以使高校高新技术产业按照现代企业制度进行规范操作和科学管理，做到产权清晰，权责明确，事企分开；有助于解决高校高新技术产业资金投入不足的难题；可以更好地促进高校科技成果的转化，有助于高校高新技术产业通过收取技术使用费、转让费以及技术人股来获得较好的经济收益，大幅提高科研人员的经济收入，更好的留住人才！
3 高校高新技术产业为引进风险投资创造了应有的条件
随着风险投资的深人人心，高校高新技术产业与风险投资公司的合作亦具备了一定的条件。一是高校是培养高级专业人才的主要基地，拥有大学所固有的创新能力，能够利用学校的技术、人才、信息等资源的综合优势创造良好的投资环境；二是高校已逐步形成了一整套校内科技成果产业化的创新机制，通过技术创新把高新技术成果产业化，形成了一定的规模和效益。
我国的风险投资活动自开始以来，经过十几年的孕育，有了较大的发展，已出现了一批知名的风险投资公司，为高校科技产业的发展奠定了一定的资金基础。同时，风险投资作为一种特殊的投资行为，其外部环境建设又不可能一蹴而就，我国的风险投资还处于摸索和哺育阶段，在这个阶段，我们也应该看到高校科技产业面临着许多急需解决的问题，迫使高校高新技术产业要努力挖掘潜力，从以下几个方面把握机遇：
(1)从我国高校目前的情况分析，开发出的科技成果转化率较低，目前，我国科技成果成功转化比例不足20％，远远低于发达国家的70％的平均水平。这与高校的教师、科研人员重理论轻实际，重论文轻应用，缺乏风险意识有关。所以，要提高高校高新技术产业对国民经济的贡献率，就要注重科学研究的高水平，努力使课题的研究与开发处于学科的前沿，按照市场经济的特点，从能够商品化生产的角度出发，进行选题、立项、技术设计、开发，优化技术开发项目的投入要素，把有限的资源配置到市场需求、有应用前景、有较强的国际竞争力、有较好的经济效益和社会效益的项目中去，更好的情况是这些研究成果的应用能具有促进某个产业跨越式发展的潜力。
(2)我国有丰富的项目源，其中的基础研究成果往往并不是直接的生产力，高校高新技术产业对于这些丰富的科技成果应保持高度的关注，充分发挥自身的潜力和人才优势，及时对基础研究成果进行进一步的研究、开发并使之成为具体的技术成果。在无法转化的科技成果中，风险投资仅占很少一点点，这说明
我国的风险投资远没有担负起它应担负的责任，换言之，风险投资在高校高新技术产业还有巨大的发展空间。
(3)寻求政府的扶持和资助。高校高新技术产业的发展存在一些市场力所不及的地方，需要借助于国家的政策优势。我国已将发展高科技产业化作为我国经济持续、健康、快速发展的一项基本国策，以信息化推动工业化。高校高新技术产业应把握好这个政治制度上的保证，力争政府的支持与帮助。通过政府的有效调控，建立既能减少风险又能促进高校高新技术产业研制高新技术产品的机制，为高校高新技术产业的发展营造良好的政策环境和市场环境。
(4)高校高新技术产业最终要依靠自身的实力在激烈的市场竞争中立足，高校高新技术产业必须积聚创新的能力、创新的机制和创新的动力以求得生存和发展。下大力建设好大学科技园是有效途径之一，大学科技园是高校的教学科研和生产实践结合的基地，是产学研结合的基地，是创新创业人才培养的基地，是高新技术企业创新的基地，应积极鼓励院(系)到科技园创办科技型公司，充分享受其中的优惠政策。科研基地建设直接关系到高等教育和科技发展的水平，重点学科、重点实验室、工程技术研究中心是高等学校教学、科研、高新技术产业发展的基础，是高校知识创新、人才培养、技术开发、成果转化的依托，是为经济建设服务的重要基地，也是高校自身建设发展的生长点和创新体系的核心。
4 风险投资公司介入高校高科技产业要具有战略眼光
发展高校高新技术产业需要社会力量的支持，需要风险投资公司及风险投资家的参与和推动。另一方面，风险投资公司也获得了盘活资金，提高经济效益的渠道。高校高新技术产业是具有很大发展潜力的产业，具有长期、稳定的回报。从国外的经验可知，推动经济长期增长的动力不仅来自于高科技的发展，也
来自于发达的教育对高科技人才的培育，而风险投资公司介入高校高新技术产业，为高校高新技术产业提供资本运作，更显示出风险投资公司的战略眼光和对高校高新技术产业的投资价值，高校高新技术产业的短缺，给风险投资公司投资高校高新技术产业提供了广阔的天地，带来了巨大的发展机会。风险投资公司与高校高新技术产业的合作也具有良好的有利条件。一是有政府政策上的优惠。比如税收优惠、财政补贴、证券市场、投资政策等鼓励性措施；二是高校科技产业无三角债的困扰，在某种程度上减少了投资风险；三是风险投资公司可以从高校科技产业得到知识、技术、信息、人才的便利条件，在与之的交往的过程中，无形中会提高公司的知名度，也会使公司和员工受到高校人文环境的影响，增强公司的文化氛围，对风险投资公司的长远发展是有好处的。
5 学校高新技术产业的发展大大提高了其综合实力
以武汉理工大学为例，学校合并组建后不久，为了推进重大科技成果的产业化，组建了武汉理工大学产业集团。4年来，产业集团依托学校的科技人才和科技成果优势，按照现代企业制度，先后发起和组建了光纤传感技术科技股份公司、南华高速船舶工程股份公司、华海物流技术科技有限公司、武汉理工光学科技有限公司等高科技企业。学校的科技产业销售收入从3年前的2 700余万元增长到2003年的2．65亿元(三年增长了近10倍)，上交利税从3年前的264万元增长到2003年的2 670余万元。学校通过技术投资，吸引社会对学校的高科技产业的现金投资达到1．31亿元，有力的支持了学校的高新技术产业化。
武汉理工大学创办的大学科技园，从开始就按照现代企业制度发起并组建了武汉理工大科技园股份公司，依托学校的科技优势吸引社会资金6000万元。科技园的建设，一方面为学校的科技企业发展提供了支撑平台，4家学校的科技企业已人驻科技园，其中武汉理工光纤传感技术科技股份公司已投资近6000万元，在科技园建成了年产值达5亿元规模的光纤系列传感器生产线，并已于2003年10月建成并投产。另一方面，科技园同时利用其融资、投资和孵化器的功能，投资孵化学校的高新技术企业。我校通过加强产学研工作，还出台了一系列鼓励广大教师从事科学研究的政策和措施，在全校范围内大力营造科技创新环境，通过政策引导，极大地调动了广大教师从事科技工作的积极性，承担了一大批国家科技计划重大(点)项目和重大工程项目，使学校的科技经费到款，从2000年的5000万元，2001年8700万元，2002年1．54亿元，2003年大幅增长到2．46亿元，年度到校科技经费3年增长了4倍。学校的科技工作逐步进入良性循环，呈现出健康、快速发展的局面。
参考文献
（兰州城市学院培黎工程技术学院，甘肃兰州730070）
摘要：构建光学课程的教学新模式，培养大学生的科研创新能力，以适应新升本院校建设教学应用型本科大学、实施高教强省战略的需要，我们从创新教育理念出发，在教学实践中进行了一些尝试并取得了良好的效果。
关键词 ：新升本院校；光学；教学新模式；科研训练
DOI：10.16083/j.cnki.22-1296/g4.2015.06.019
中图分类号：G642.0文献标识码： A 文章编号：1671—1580（2015）06—0044—02
基金或课题：甘肃省教育科学“十二五”规划课题（［2012］GSGXG045）；兰州城市学院教育教学研究项目（2012-JY-38，2013-JY-16）。
收稿日期：2014—12—22
作者简介：郭中华（1979— ），女，甘肃金昌人。兰州城市学院培黎工程技术学院，副教授，研究方向：光学及光学实验教学。
郑庭海（1971— ），男，陕西延安人。兰州城市学院培黎工程技术学院，副教授，研究方向：教育管理。
经典的光学理论和实验方法在促进科学技术进步方面一直发挥着重要的作用，而光学课程是物理学专业的重要基础课。面向地方经济建设，以应用型本科教育为发展目标，光学课程的教学体系也应转变为以科学素质的教育为主， 注重教育的社会功用，培养知识与技能兼备的高层次应用型人才，形成教学与科研的良好互动。面对现代光学技术的飞速发展、知识体系的不断更新及教学手段的现代化等因素，如何优化课程结构，重新构造课程体系，选取适合于应用型本科教学目标的光学教学内容，改变传统的教学培养模式，焕发传统学科的生命力，培养研究型和创新型人才显得尤为迫切。
结合多年的课堂教学经验以及大量的调研工作，我们以课程体系的改革与创新为契机，构建体现应用型本科院校特点的光学课程教学模式，突出学生创新能力的培养。从教学内容的选取、开放实验平台的建设、加强与周边学科的关联几个方面入手，形成了自己的一些特色，并取得了良好的教学效果。
一、简化经典教学内容，引入学科发展新技术，实现教学内容的现代化
适当引入现代光学知识内容，介绍学科发展的新技术，开阔学生的视野，实现教学内容的现代化，这是光学课程教学内容改革的趋势，［1］ ［2］对于学生探求基础知识的价值、潜移默化地培养学生的科学素养和思维能力是十分必要的。
对于经典光学的教学内容改革，［3］ ［4］不应该只是内容的简单扩充，而要把教学内容中最基本的原理和现代光学技术理论中能够相对应的基础知识作为重点，对教学内容进行更新和整合。比如：对光的干涉和衍射现象的原理分析，需要涉及非常复杂的数学过程，这些过程现在完全可以简化，因为利用科学计算程序的数值方法不仅可以进行精确计算，［5］还可以进行数值仿真和模拟，所以只需要讲清图样的分布特点即可；在几何光学部分，简化一些基本原理，诸如费马原理在反射、折射原理中的推导、理想光具组作图法求像和像差原理介绍等，加入以基本光学原理为基础的现代光学技术介绍，如光导纤维及其应用、光电开关、指纹锁、集成光学简介等；对于光的量子理论不宜过多讲解光电效应等学生熟知的现象，而应该从光的本性角度来分析光与物质相互作用的量子光学规律；在现代光学基础部分加入激光技术的发展和应用研究等内容，开拓学生的知识视野。
在教学中渗透前沿科技基础知识，拉近学生和前沿知识的距离。比如：在光纤传光原理中可引入梯度折射率材料的基本理论、自聚焦透镜的成像特征以及光栅光纤传感技术的介绍，［6］指点学生联系光栅、光纤、折射率这几个知识点进行思考，使学生认识到基础知识具有的生命力和反映的时代性，激发学生获取新知识的求知欲，借此机会可让学生查阅资料，了解其相关发展和应用，还可以设计相关的实验项目或创新课题，进行分析或演示等。
二、借助现代教育技术构建开放实验平台，在强调物理概念的同时，构建物理图像，进行素质教育和创新教育
在光学课程的教学中，常存在着理论内容和实验教学的脱节，因此，在课堂教学中应注重相应实验现象的讲解，让学生了解实验装置结构，建立数量级的概念，强调物理概念的同时构建物理图像，可以借助现代教育技术来实现学习资源的优化。依托校园网、高等学校教学资源网和数字图书馆，提供丰富的教学课件、讲义及多媒体素材等，扩大学生知识的信息量，将基础理论、科研进展及光学技术的应用结合起来。
此外，依托丰富的教学资源和当前的硬件设备构建开放实验平台。首先，开放课程实验教学内容，学生可结合自己的学习计划和时间安排选取实验内容、设计实验方案、选择所需的实验仪器，在教师的指导下进行测试和结果分析，充分发挥学习的主观能动性；其次，响应学院实验室开放的政策，开设开放性实验项目，拓展光学、光学实验的广度和深度，启发学生去建立物理图像，由此增加近代光学新知识的引入，增加物理学知识在工业、科技等领域中的应用范例；最后，结合课程实验，启发学生进行课程设计和教学研究，同时，鼓励和引导学生积极参与大学生物理科技作品竞赛、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛项目、大学生科技创新项目等科技活动，发挥学生的创造性，这不仅可以使学生了解本专业领域的工程实际问题或学科前沿动态，还有利于学生科学素质的培养。
目前，实验中心已开放多项开放性实验项目，并指导学生撰写和发表相关研究论文多篇，同时，指导学生参与科技创新项目、课外学术科技作品项目，多次获得省级和国家级奖励。这种以团队合作形式进行的实践活动使得学生综合应用所学知识分析和解决实际问题，不仅扩大了学生的知识视野，启发他们的思维，而且通过这些活动培养了学生的设计思想和敢于创新的精神，更重要的是，他们的团队协作能力、交流表达能力等科研素养也得到了有效的提高。
三、深入研究课程内容与周边学科的联系，打开学生的创新思路
能源问题是当今人类致力于开发利用的重点领域，而目前我国可再生能源专业人才自主研发能力薄弱。2006年，我国开始实施的《可再生能源法》明确规定，教育行政部门应当将可再生能源知识和技术纳入普通教育、职业教育课程。
我院为了培养能源利用的应用型人才，迎接新能源时代的到来，开设了新能源科学与工程专业。依托其实验平台，我们在光电检测、光电性质研究和光伏技术应用等方面开设了研究性实验项目，从相关科研项目或生活实际需求中提取原料和课题供给学生从事研究，并积极组织学生参加各种交流活动，进行研究性实验。
四、结束语
我们在光学课程方面进行了上述积极有益的探索和改革，提升了课程教学的整体水平，获得了良好的教学效果，学生的动手能力、团队合作能力、综合素质有了明显的提高，很多学生愿意继续深造，报考光学、光学工程方向的研究生。但是课程改革是一项长期的工作，需要从多方面、多层次开展，需要不断地与时俱进，以创新教育理念为出发点，以后可以研究将现代化教学手段的应用与开放式教学相结合；探讨双语教学、讨论指导课等新的教学方式、教学方法的改革；探讨课程群的建设，包括精品课建设、教辅资料建设、加强信息物理基础教育等；引入更加人性化、立体化的考核方式，公平体现学生的学习能力，并对教学效果进行评价，以提高学校人才培养质量和社会服务能力，促进新升本院校整体教育教学质量的提高。
［
参考文献］
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［2］于国萍，游璞.改革光学教材，适应社会需要［J］.光电子技术与信息，2005（2）.
［3］赵凯华，钟锡华.光学［M］.北京：北京大学出版社，2008.
［4］姚启钧.光学教程［M］.北京：高等教育出版社，2008.
关键词：混凝土石板堆 石坝面混凝土裂缝
中图分类号：TU37文献标识码： A
堆石坝具有工程总量小、工程安全性高、施工工艺简单方便以及工程造价低等诸多特点，并且堆石坝施工已经成为目前比较主流的坝型。随着科学技术的不断发展，混凝土面板堆石坝的施工技术以及工程要求都正在朝着更高的方向迈进，但是在施工过程中还是会经常出现面板混凝土裂缝，影响工程质量与工期。针对这一情况，相关工作人员就必须要想到一个合理的方式来提升混凝土面板的抗裂性，减少裂缝出现的几率，进而保证工程质量。在通常情况下，出现裂缝的主要原因就是因为坝体不均匀变形或者是结构裂缝当中混凝土不断干缩造成的裂缝，这种裂缝通常情况下出现在表面。本文将对这两种问题产生的原因及解决方式进行分析，旨在提升混凝土面板堆石坝面板施工质量，减少裂缝的发生。
一、工程概况
白杨河发源于塔城地区额敏县境内的乌日可下亦山和和布克赛尔蒙古自治县境内的谢米斯台山，流经塔城地区托里县的白杨河洼地，经过克拉玛依的白杨河水库，最终汇入艾里克湖。流域西与额敏河流域毗邻，东与和布克河流域相连，南部与古尔班通古特沙漠接壤，地理位置：东经83°51′～85°59′，北纬45°20′～46°48′之间，流域总面积1.64×104km2，水资源总量4.675×108m3，其中地表水3.941×108m3，地下水天然补给量0.734×108m3（地下水资源总量为3.72×108m3，其中天然补给量0.734×108m3，地表水转化补给量为2.99×108m3，流域平原区地下水可开采量1.494×108m3）。
白杨河引水工程主要包括白杨镇水库和输水管道两部分。白杨镇水库总库容为4463×104m3,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000,该水库属中型工程，工程等别为Ⅲ等,永久性主要建筑物级别为3级，永久性次要建筑物级别为4级，临时性水工建筑物级别为5级。水库工程设计洪水标准重现期为50年,洪峰流量290m3/s，校核洪水标准重现期为1000年,洪峰流量531m3/s。工程区地震动峰值加速度为0.052g，地震动反应普特征周期为0.35s,相应于地震基本烈度为Ⅵ度。
根据工程区地形地质条件，枢纽主要建筑物有混凝土面板砂砾石坝坝、左岸输水隧洞、左岸溢洪洞、右岸导流冲沙隧洞等组成。坝顶长310m，坝顶高程958.68m，坝顶宽8m，最大坝高62.01m，防浪墙顶高程959.88m。面板堆石坝工程示意图见图1.
图1
二、混凝土面板堆石坝面板裂缝的原因及处理方式
针对本文主要研究对象白杨河大坝的实际情况，笔者将从非结构性裂缝防治以及结构性裂缝防治这两方面进行分析。
（一）非结构性裂缝产生的原因及防治措施
1裂缝产生原因
施工现场的昼夜温差以及季节性温差等都可能导致工程出现非结构性裂缝，其中季节性裂缝产生的主要原因就是因为混凝土的固结温度和施工季节实际温度二者的温度差比较大，这一温差会导致混凝土面板产生变形，进而出现裂缝。
2从优化面板混凝土原料及配合比方面入手
想要从根本上解决裂缝问题，我们可以从优化混凝土的级配角度入手，减少混凝土的弹性模量，进而提升混凝土的抗裂性能以及韧性，减少裂缝出现的几率。在施工过程当中应当使用水化热比较低的水泥或者是在工程中可以使用粉煤灰的地方多用一些粉煤灰，这样可以减少水化热的温升情况，进而缓和面板内部与外部的梯度，减少裂缝出现的几率。通常情况下，我们也可以使用混凝土减水剂来减少混凝土拌合过程当中使用的水量，保证混凝土干缩量在工程要求标准之内，通过这一方式也可以减少裂缝。在施工过程中可以大范围使用掺纤维的混凝土，因为这部分混凝土的强度以及韧性都要远好于常规混凝土。
3从减少垫层约束作用力方面入手
在进行面板浇筑之前，必须要对工程的垫层进行检查，保证检查的脱空性，相关工作人员必须要妥善的对脱空部分进行处理，再修正坡面，保证工程的最低要求。在处理过程当中，不要讲钢筋插入到垫层当中，也可以在垫层里涂一些沥青之后，在进行面板浇筑，保证摩擦系数最小化，进而减少垫层材料给面板带来的剪切力，完成上述施工之后，垫层给面板带来的约束力就可以当成是摩擦力， 保证面板在变形的过程中不会产生裂缝。
（二）面板混凝土结构性裂缝的防治
通常情况下，面板结构之所以会出现裂缝，主要原因是在浇筑的初期时候产生一些细小的裂缝，配合坝体自身沉降不均匀，面板和坝体之间产生脱空的情况，这一过程当中面板不会的刚度比较大，不会随着坝体的变形而变形，就会导致内部的应力重新分布，起初产生的裂缝就会逐渐的发展成具有一定贯穿性的裂缝，对工程质量产生巨大的影响，这一裂缝已经成为当前坝体施工中主要防治问题。
1面板合理分缝及配筋
受拉区面板应设计成窄型板,受压区面板宜采用宽型板,均设分缝,受拉区设张性缝,受压区设置压性缝。合理进行压性缝间填料,防止因受压而产生面板升翘。此外,在面板受拉区、压应力较大部位合理布置钢筋,以提高面板整体强度,尤其是抗拉强度,并且这一解决方式在实际施工中已经得到了验证，可以有效减少混凝土面板堆石坝面裂缝产生的几率。
2保证坝体填方的全方面均衡上升
在进行坝体填筑的过程当中，必须要保证坝体全方面均衡上升，通过该方式可以减少引起面板产生结构性裂缝的大部分因素，并且可以通过该方式保证坝体始终处于均匀变形状态。并且想要减少出现结构性裂缝，就必须要做好前期工作。首先要做好坝基以及坝坡的处理工作，减少出现不均匀沉降的几率，在工程开挖之后，要保证建基面中不存在任何反坡，如果出现一些反坡，则必须要将其处理成顺坡，以保证工程质量，并且岸坡开挖清理之后的实际坡度必须要符合工程设计阶段的相关规定，工程坝基底部分存在的砂砾石层，需要根据砂砾石层的实际密度与级配来判断应当保留下来的范围以及厚度，选择保留下来的这一部分表层需要进行夯板压实，保证质量相关要求可以达到工程最低要求底线，在施工过程中，必须要考虑到大坝渗水处理这一环节，按照设计要求进行施工，保证大坝的正常运行。
结束语：本文从白杨河大坝混凝土面板堆石坝面板产生裂缝的原因进行分析，结合当前比较常见的施工技术提出相应的解决措施，旨在减少大坝混凝土面板堆石坝面板产生裂缝的几率，提升工程质量。
参考文献：
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[6]蒋国澄.中国混凝土面板堆石坝20年综合设计施工运行科研(1985-2005)[M].北京:中国水利水电出版社，2012:111-113.
个人建议：
1、工程概况写的是不是有点太多了，我给删除了一部分；
2、我们对混凝土面板已经产生的裂缝采用的是科能公司生产的聚氨酯材料进行化学灌浆的处理方式，不知道这块能不能写进去；
