CN111649925A - 一种基于透明土的管道变形分布式监测装置及监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于透明土的管道变形分布式监测装置及监测方法，监测装置包括光学实验平台、模型箱、管道模型、加压装置、分布式传感光缆、OFDR解调仪、CCD相机、激光器、线性转换器、位移平台、电控装置、千分表、土壤湿度测定仪和计算机。本发明通过模拟不同深度下空管道及汛期管道在静水或动荷载下的实际工况，记录和观测土压力作用下输水管道变形、破坏以及土壤湿度变化；通过在管道沿线布设分布式传感光缆，实时获取管道变形过程中的应变变化；通过千分表，获取透明土表层应力；通过PIV对CCD相机拍摄的某个切面图像分析处理，获得该切面的二维变形场，使用位移平台改变切面位置，进而获得整个试验装置内部管土的三维变形场。

Description

一种基于透明土的管道变形分布式监测装置及监测方法
技术领域
本发明涉及管道变形的光纤监测装置，尤其涉及一种基于透明土的管道变形分布式监测装置及监测方法。
背景技术
管道是城市安全运行和发展的地下生命线，现在越来越多的管理者开始重视、加强地下管网等基本设施的管理。OFDR技术是利用扫频光源相干检测技术对光纤中的光信号进行检测的一项分布式监测技术，由于不受空间分辨率与动态范围之间矛盾的限制，其拥有动态范围大，测试灵敏度高、空间分辨率高等优点，在短距离监测方面有着不可比拟的优势，这使其在监测领域大受欢迎，解决了缆-土界面脱黏过程中由于光缆分辨率不足而导致的应变曲线缺失问题。但问题是，尽管基于OFDR的分布式光纤技术已经开始运用在管道的监测上，但是管道属于地下隐蔽工程，无法直接观测，使得人们对管道的变形过程的理解一直处于滞后和较为被动的局面。此外，管道与光纤的共同变形是保证分布式监测技术成功应用的前提。因此，如何确保管道与光纤的耦合性，并探明土体-光缆-管道三者的应变传递机理，是目前工作的重点。
土体内部变形的测量一直是土力学研究的难点，而传统的室内模型试验测量只能获得土体宏观的变形和边界区域的变形。
发明内容
发明目的：针对上述技术问题，本发明提出一种基于透明土的管道变形分布式监测装置及监测方法，将透明土实验与OFDR分布式监测相结合，为研究地下管线在空载、静载或是动载条件下的变形发展以及管-土-缆的耦合性提供了一种重要途径。
技术方案：本发明基于透明土的管道变形分布式监测装置，包括光学实验平台、模型箱、管道模型、加压装置、分布式传感光缆、OFDR解调仪、CCD相机、激光器、线性转换器、位移平台、电控装置、千分表、土壤湿度测定仪和计算机；
模型箱位于位移平台上，位移平台通过电控装置进行移动；
模型箱内有透明土，透明土固体材料为熔融石英；
管道模型固定在模型箱中，管道模型两端封闭，其中一端与输水管连接；分布式传感光缆固定在管道模型侧壁；
OFDR解调仪对分布式传感光缆所传递的光信号进行滤波计算；
千分表固定在加压装置上；砝码带动加压装置下移对加压盖板施加压力；
加压盖板位于模型箱内的透明土表层；加压盖板上设有测量透明土表面应变的应变片；
激光器的光源中心线经线性转换器放射后形成切面垂直，与透明土样干涉产生散斑场。
模型箱两侧开设有圆孔，圆孔两侧各有一棱柱体作为导轨。
模型箱上有第一圆形管盖，第一圆形管盖设有与所述导轨匹配的滑槽，圆形管盖在模型箱上通过滑槽沿着导轨滑动。
模型箱外壁设有升降槽，通过升降槽调节模型箱高度进而控制管道的埋深。
本发明基于透明土的管道变形分布式监测方法为：
(1)将PVC管道模型一侧管口密封，将分布式传感光缆固定在管道模型中，将光缆与跳线熔接完毕后，把管道模型固定在模型箱中，使用第一圆形管盖封住管道模型的另一侧管口；
(2)在装有管道模型的模型箱内分两次填筑透明土，后将模型箱放置在位移平台上，把分布式传感光缆插入OFDR解调仪，将输水管插入第二圆形管盖圆孔中，打开水龙头调节管道工况；
(3)安装千分表与土壤湿度测定仪，记录透明土表层应力状态和湿度，调节激光器与线性转换器使放射光线垂直于土体，并调整CCD相机的位置与焦距，使相机垂直于激光穿透土体形成的切面，往加压装置上施加砝码，通过电控装置移动位移平台，调整模型箱位置；
(4)打开CCD相机，对加载过程进行全程录像，启动位移平台，使模型箱沿着与激光切片垂直的方向移动，得到多个切片图像；
(5)每隔一段时间记录一次千分表与土壤湿度测定仪读数；
(6)若要模拟动态水流，滑动第一圆形管盖，调整管道开口大小，水流流入水槽中；
(7)使用OFDR解调仪获得加压过程中管道沿线实时的应变分布，通过计算机动态捕捉坐标轴上光缆某点全过程所对应的应变，并将各测点关联，获取全过程的应变分布曲线。
本发明基于透明土的管道变形分布式监测方法，具体包括以下步骤：
(1)使用塑料焊接机，将中央带有圆孔的第二圆形管盖焊接在PVC管道模型的一侧封住管口。
(2)在PVC管道模型表面开一道U型槽，并清除槽内灰尘。
(3)在PVC管道模型的U型槽内安放分布式传感光缆并加固，施加微小的预应力拉住分布式传感光缆，后采用环氧树脂粘结剂与夹具固定分布式传感光缆。
(4)使用光纤熔接机，将分布式传感光缆与跳线熔接。
(5)将装有分布式传感光缆的PVC管道模型从模型箱一侧的圆孔穿过，直至另一侧圆孔，使其卡在模型箱中。
(6)在模型箱内壁绕PVC管道模型一圈封上一层蜡，用于隔水。
(7)将第一圆形管盖对准模型箱圆形孔洞两侧的滑槽插入，移动第一圆形管盖，使其封住圆形孔洞。
(8)调节模型箱旋钮，滑动升降槽，根据需要调节模型箱高度，来间接改变管道的埋设深度。
(9)向模型箱内缓慢填筑透明土至完全浸没PVC管道模型，放入刚性加压盖板，并在加压盖板上添加砝码促进透明土固结，静置一段时间后，取下砝码与加压盖板，整平压实表面的透明土。
(10)继续填筑透明土，直至填满模型箱，后重复步骤(9)进行压实整平。
(11)将千分表固定在杠杆型加压装置上，把应变片贴在加压盖板上。
(12)将模型箱放置在位移平台上，连接电控装置，并在透明土表层盖上加压盖板使其能够与透明土协调变形，调节杠杆型加压装置，使杠杆型加压装置上部加压头刚好接触加压盖板中心，后对千分表进行校零。
(13)将分布式传感光缆插入OFDR解调仪。
(14)将输水管插入第二圆形管盖中央的小孔内，另一侧连接水龙头，并安装压力阀。
(15)握住土壤湿度测定仪的黑色外壳，将不锈钢探针插入透明土表层。
(16)调节激光器位置，使光源发出的单束激光通过线性转换器组形成垂直的平面状光束，可以将土样竖直切片。
(17)调节CCD相机位置，保证CCD相机镜头轴线垂直于激光穿透土体形成的切面，调节完毕后连接计算机。
(18)将水槽放置在模型箱前方，准备接水。
(19)开启水龙头，根据需要向PVC管道模型内部注水。
(20)缓慢向杠杆型加压装置上施加砝码，启动激光器，打开CCD相机记录加载过程中管道变形情况，启动位移平台，对模型箱沿着与激光切片垂直的方向进行移动，得到多个切片图像。
(21)每隔一段时间记录一次千分表与土壤湿度测定仪读数。
(22)若要模拟动态水流，左右滑动第一圆形管盖，调整管道开口大小，水流将流入水槽中。
(23)使用OFDR解调仪来获得加压过程中管道沿线实时的应变分布情况，并绘制全过程的应变分布曲线；计算机采用粒子图像测速PIV或数字图像相关DIC软件对拍摄的照片进行分析，获取压力场的空间结构及特性，从而进一步研究加压过程中空载、静载或是动载情况下管土相互作用的变形场。
工作原理：透明土由两部分组成，即具有相近折射率的透明土颗粒和孔隙流体，光线不经过折射就可以穿过，利用透明土并采用现代光学观测技术DIC和图像捕捉与处理技术PIV：利用激光器将土样垂直切片，在加载过程中利用高速高分辨率的CCD数字相机获得变形前后的激光散斑图像，将获得的每一帧图像传输到电子计算机中进行图像的全场匹配或相关计算，根据峰值相关系数确定该块在变形前后的位置，由此可以得到该块的平均位移，从而得到同一切片上加载前后的变形场，实现土体内部变形可视化观测。这对于揭露管道在土体内部变形规律以及研究土体-光缆-管道三者的应变传递具有重要意义。
本发明通过模拟不同深度下空管道以及汛期管道在静水条件或是动荷载情况下的实际工况，可以直接记录和观测土压力作用下输水管道变形、破坏以及土壤湿度变化的全过程，通过在管道沿线布设分布式传感光缆，可以实时获取管道变形过程中的应变变化情况，通过引入千分表，可以获取透明土表层应力情况，探求土体内部的应力传递机理，通过PIV技术对CCD相机拍摄的某个切面一系列图像进行分析处理，可以获得该切面的二维变形场，使用位移平台改变切面位置，多层测量进而获得整个试验装置内部管土的三维变形场，这对于实际中深埋地下管线与土体变形情况的研究具有很大的参考价值。
有益效果：本发明基于透明土的管道变形分布式监测装置具有以下优点：
(1)通过杠杆型加压装置进行持续加压，很好地模拟了现实中因建筑物荷载而造成的土压力。
(2)通过使用基于光频域反射技术与光外差检测技术相结合的OFDR分布式监测技术，将监测精度上升到了10μm，解决了缆-土界面脱黏过程中由于空间分辨率不足而导致的应变图像缺失问题。
(3)通过水龙头持续供水以及圆形管盖的开合，进而模拟管道在空载、静载以及动载三种不同的工况。本发明也引入了透明土实验，透明土不仅具有天然土体相似的力学性质，通过透明土还可以直接观测管道在上部土压力作用下变形的全过程，对于后续管土相互作用以及光纤耦合性问题的研究具有十分重要的意义。
附图说明
图1为本发明基于透明土的管道变形分布式监测装置示意图；
图2为靠近OFDR解调仪一侧的模型箱斜视图；
图3为靠近输水管一侧的模型箱斜视图；
图4为某侧模型箱升降槽。
具体实施方式
如图1所示，本发明基于透明土的管道变形分布式监测装置包括光学实验平台1、模型箱2、PVC管道模型3、透明土4、加压盖板5、分布式传感光缆6、OFDR解调仪7、杠杆型加压装置8、CCD相机10、千分表13、压力阀14、输水管15、水槽17、激光器19、线性转换器20、位移平台21、电控装置22、土壤湿度测定仪23和计算机24。
其中的光学实验平台上放置杠杆型加压装置8，光学实验平台下置隔震装置，进而削弱震动的影响；实验平台上开设有固定监测装置的螺纹孔。
如图2所示，模型箱2采用防水塑料透明材质，模型箱的两侧各有一个圆孔。模型箱上有第一圆形管盖16a和第二圆形管盖16b，同时，模型箱圆形孔洞两侧各有一凸起的棱柱体n作为导轨，用于固定第一圆形管盖16a。第一圆形管盖16a尺寸大于模型箱圆孔直径，该圆形管盖后置大小对应的滑槽，对准该导轨，将第一圆形管盖16a从模型箱一侧水平推入后，可在该水平面上自由滑动，用于调节管道开口大小，模拟水流速度。同时，作为一种优化方法，为了防止滑块滑动时损坏分布式传感光缆6，可将分布式传感光缆6露出部分用夹具固定在模型箱上，后连接OFDR解调仪。
如图3所示，第二圆形管盖16b尺寸与管口相同，通过塑料焊接机封住管道模型3的管口。第二圆形管盖的中央有一圆孔，可插入输水管15，用来模拟污水流入管道的工况。压力阀14固定在输水管15上，来调节管道流量。
如图4所示，沿着模型箱管壁一周均有开槽，内置一可拉伸的升降槽25，上下移动升降槽来调节模型箱高度，模型箱最低可降至圆形孔洞上部，以此来模拟不同深度的管道。
PVC管道模型3的管径小于模型箱2的两侧圆孔直径，长度与模型箱长度相同，可从两侧圆孔穿过并固定在模型箱中，并封上一层蜡隔水。
透明土4具有与天然土体相似的岩土工程性质，填筑于模型箱内部，采用现代光学观测技术或图像捕捉与处理技术来实现土体内部变形的可视化。
加压盖板5为刚性板，其尺寸小于模型箱的上部尺寸，用来覆盖透明土4的表层。
分布式传感光缆6粘结于管道侧壁，其穿过模型箱3的侧壁圆孔，一端与跳线18熔接后连接OFDR解调仪7，一端用夹具9固定。分布式传感光缆6通过协调变形记录管道应变并将光信号传输至OFDR解调仪7上。
OFDR解调仪7是基于光频域反射技术的OFDR测量装置，其内置滤波算法，可对分布式传感光缆所传递的光信号进行滤波计算，实现光信号的滤波后差分及平均处理，除去掺杂的大幅值、低频、周期性噪声信号，最终生成精确的应变信息，实现应变的可视化。
千分表13固定在杠杆型加压装置8上，加压装置的框架连接在动力臂上，在动力臂上施加砝码12作为动力，可带动框架向下运动，框架上部加压头将对加压盖板5施加压力。
CCD相机位于模型箱2一侧，采用帧曝光，曝光时间100us-30s，可通过软件开启自动连续拍摄模式，记录管道变形全过程。
砝码12施加在刚性加压盖板5和杠杆型加压装置8上，可分别进行压实与加压。
水槽17位于模型箱2侧面，水槽对应PVC管道模型3的另一侧管口。
使用光纤熔接机将分布式传感光缆6与跳线18熔接后，插入OFDR解调仪7。
激光器19是半导体片光源激光器，与透明土样干涉可产生比较清晰的散斑场。线性转换器20位于激光器19前方，可将激光器19发射的点光源转化为线性光源。
操作电控装置22，可实现位移平台21上部模型箱2的水平移动。
土壤湿度测定仪23，前置不锈钢探针，将探针插入透明土4中即可测量湿度。
计算机24使用Geo-PIV软件对CCD相机10图像进行分析处理。
千分表13固定在杠杆型加压装置8上，千分表测量头校零后接触加压盖板，测量透明土表层应变；应变片贴于加压盖板5下，测量透明土4的表面应变情况。
监测时，使用塑料焊接机将PVC管道模型3一侧管口密封，将分布式传感光缆6固定在PVC管道模型3中，用夹具9固定管道一侧露出的分布式传感光缆6，将光缆与跳线18熔接完毕后，把PVC管道模型3固定在模型箱2中，使用第一圆形管盖16a封住另一侧管口，在装有PVC管道模型3的模型箱2内分两次填筑透明土4，后将模型箱2放置在位移平台21上，把分布式传感光缆6插入OFDR解调仪7，在水龙头11上接上输水管15，安装压力阀14，将输水管15插入第二圆形管盖16b中央的圆孔中，可打开水龙头11调节管道工况，安装千分表13与土壤湿度测定仪23，记录透明土表层应力状态和湿度，调节激光器19与线性转换器20使放射光线垂直于土体，并调整CCD相机10的位置与焦距，往杠杆型加压装置8上施加砝码12，通过电控装置22移动位移平台21，调整激光器照射的模型箱位置，并打开一侧的CCD相机10，对加载过程进行全程录像，过程中调节压力阀14，并滑动第一圆形管盖16a，来改变管道内动态水流的流动速度。
本发明基于透明土的管道变形分布式监测装置的安装及监测方法如下：
(1)使用超声波塑料焊接机，将中央带有圆孔的第二圆形管盖16b焊接在PVC管道模型3的一侧封住管口。
塑料焊接机的使用方法如下：
(1.1)将中央带有圆孔的圆形管盖放在塑料焊接机的平台上，将PVC管道模型一侧管口对准圆形管盖，竖直放入，使圆形管盖遮住管口。
(1.2)使用聚乙烯膜包裹住平台上的模具。
(1.3)设定好焊接压力与焊接时间，按下熔接按钮，等待焊头下降。
(1.4)待焊接完毕后，关闭焊接机，剥除聚乙烯膜，取出焊接好的模具即可。
(2)选定光缆使用长度并确定接头位置，用剥纤钳去除光纤表面覆层，将光纤放入光纤切割刀的载纤槽内进行切割。
(3)在管道外壁长度方向上选择纵向监测断面，后利用墨盒在管道壁的预设路线上画一条平直的线。
(4)使用光纤切割机，沿着画好的线切出一道深3mm的U型凹槽，并打磨光滑。在切割完毕后，使用刷子清理凹槽灰尘，并使用刮刀修整凹槽，防止光纤弯曲。
(5)沿凹槽方向将光缆穿入，过程中采取夹具固定的方式进行加固，同时施加微小的预应力拉住光缆，避免松弛现象。
(6)沿着光缆穿入方向滴入环氧树脂粘结剂，将光缆全面粘贴在管道凹槽内，并使用热吹风机不断加热胶体，加速粘结。
(7)光缆固定完毕后，将软管穿入软管露出部分进行保护。将管道沿线光缆穿入软管，使用环氧树脂粘结剂一起封入到凹槽中。光纤外露部分使用软管穿出到管外部，加强防护，为光纤的熔接作铺垫。
(8)参考选用光纤的种类，在熔接机上设置好光纤送入量、最佳预熔主熔电流和时间关键参数。之后把两根切割好的光纤端头对正，水平放入熔接机的凹槽中，确认无误后连接电源，熔接机会自动放电，对两头进行熔接。
(9)将装有分布式传感光缆的PVC管道模型从模型箱一侧的圆孔穿过，直至另一侧圆孔，使其卡在模型箱中。
(10)在模型箱内壁绕PVC管道模型一圈封上一层蜡，用于隔水。
(11)圆形管盖后置滑槽，可插入模型箱圆孔两侧的棱柱体导轨中，从模型箱一侧将圆形管盖水平推入导轨中，滑动圆形管盖，使其完全封住圆形孔洞。
(12)拉动模型箱外壁升降槽，调节模型箱高度，以此来控制管道的埋深。
(13)向模型箱内填筑掺入3％玻璃球的透明土至完全浸没PVC管道模型，放入刚性加压盖板，并在刚性加压盖板上添加砝码促进透明土固结，静置15分钟后，取下砝码与加压盖板，整平压实表面的透明土，并检查管道、光纤完整性。
(14)确认无误后继续填筑透明土，直至填满模型箱，同时掺入体积比不超过3％的玻璃球以加强散斑效果，后再次放入刚性加压盖板，并附上砝码，静置15分钟，进行压实整平。
(15)把千分表固定在杠杆型加压装置上，将应变片贴在刚性加压盖板后方。
(16)将模型箱放置在位移平台上，过程中不可晃动模型箱，在模型箱顶部的透明土表层盖上加压盖板使其能够与透明土协调变形，调节杠杆型加压装置，使杠杆型加压装置上部加压头刚好接触加压盖板中心，调节千分表后方旋钮，使刻度盘零位对准指针。调节完毕后把位移平台数据线插入电控装置接口。
(16)将分布式传感光缆的跳线插入OFDR解调仪。
(17)将输水管插入圆形管盖中央的小孔内，另一侧连接水龙头，并安装压力阀。
(18)用布将土壤湿度测定仪探头金属表面擦拭干净后，握住黑色外壳，沿着加压盖板边缘缝隙将不锈钢探针插入透明土表层，遥控器选择水分测量项目，试验开始后每隔15分钟打开开关对湿度进行一次测量并记录。
(19)将激光器与线性转换器放置在模型箱一侧，调整激光器在光学平台上的位置使其光源中心线经线性转换器放射后形成切面垂直，并对准模型箱的对称中心。
(20)调整CCD相机镜头轴线位置，使其垂直于激光穿透土体形成的切面，调节光圈和焦距，使视场宽度为整个模型箱的3倍；后续试验中，相机的各项参数不可改变；在加压前，连接电子计算机，拍摄初始模型灰度图像作为参考图像。
若只需模拟空载情况，可跳过步骤(21)(22)(26)(27)；
(21)将水槽放置在模型箱前方，准备接水。
(22)模拟静载情况时，开启水龙头，根据静载要求向管道内部注水，注水完毕后，关闭水龙头。
(23)启动激光器，缓慢向杠杆型加压装置上施加砝码，开启模型箱圆形孔洞一侧的CCD相机记录加载过程中管道变形情况，通过计算机控制相机拍摄，每隔1s自动拍摄一张图片，整个过程不要遮挡空间光线，否则会影响拍照效果，每隔一分钟记录一次千分表读数。
(24)在试验过程中，利用粒子图像测速法PIV技术将获得的每一帧切片图像传输到电子计算机中进行图像处理分析，可获取每一张图像所展示的管土变形情况，通过拍摄的时间顺序关联该图像块所展示出的从t1时刻到t2时刻的变形，就可以获取该切片的变形场，得到该区块完整的管土二维变形场。然后，使用电控装置不断移动底部位移平台，使模型箱沿着与激光切片垂直的方向进行移动，得到管道不同部位的切片图像，对多个切面进行图像处理分析，关联多个小图像块所展示的管土变形二维变形场，最终获得管土三维变形场。
(25)使用OFDR解调仪来获得加压过程中管道沿线实时的应变分布情况，通过计算机动态捕捉坐标轴上光缆某点全过程所对应的应变情况，并将各测点进行关联，即将不同时间段获取的空间性曲线叠加即可获取全过程的应变分布曲线。
(26)模拟动载情况时，在管道内注水后，左右滑动第一圆形管盖，调整管道开口大小，水流将流入水槽中，过程中可打开水龙头持续供水。
(27)重复步骤(23)(24)(25)，获取动载情况下全过程的管土三维变形场与应变分布曲线。
(28)为了验证该分布式监测装置的可靠性，可利用天然砂土进行一组相同试验条件下的试验来进行数值模拟分析。

Claims (8)

1.一种基于透明土的管道变形分布式监测装置，其特征在于：包括光学实验平台、模型箱、管道模型、加压装置、分布式传感光缆、OFDR解调仪、CCD相机、激光器、线性转换器、位移平台、电控装置、千分表、土壤湿度测定仪和计算机；
所述模型箱位于位移平台上，所述位移平台通过电控装置进行移动；
所述模型箱内有透明土，透明土的固体材料为熔融石英；
所述管道模型固定在模型箱中，所述管道模型两端封闭，其中一端与输水管连接；所述分布式传感光缆固定在管道模型侧壁；
所述OFDR解调仪对分布式传感光缆所传递的光信号进行滤波计算；
所述千分表固定在加压装置上；所述砝码带动加压装置下移对加压盖板施加压力；
所述加压盖板位于模型箱内的透明土表层；所述加压盖板上设有测量透明土表面应变的应变片；
所述激光器的光源中心线经线性转换器放射后形成切面垂直，与透明土样干涉产生散斑场。
2.根据权利要求1所述的基于透明土的管道变形分布式监测装置，其特征在于：所述模型箱两侧开设有圆孔，所述圆孔两侧各有一棱柱体作为导轨。
3.根据权利要求2所述的基于透明土的管道变形分布式监测装置，其特征在于：所述模型箱上有第一圆形管盖，所述第一圆形管盖设有与所述导轨匹配的滑槽，所述圆形管盖在模型箱上通过滑槽沿着导轨滑动。
4.根据权利要求1所述的基于透明土的管道变形分布式监测装置，其特征在于：所述模型箱外壁设有升降槽，通过升降槽调节模型箱高度进而控制管道的埋深。
5.一种基于透明土的管道变形分布式监测方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的管道变形分布式监测方法进行监测，所述监测方法包括以下步骤：
(1)将PVC管道模型一侧管口密封，将分布式传感光缆固定在管道模型中，将光缆与跳线熔接完毕后，把管道模型固定在模型箱中，使用第一圆形管盖封住管道模型的另一侧管口；
(2)在装有管道模型的模型箱内分两次填筑透明土，后将模型箱放置在位移平台上，把分布式传感光缆插入OFDR解调仪，将输水管插入第二圆形管盖圆孔中，打开水龙头调节管道工况；
(3)安装千分表与土壤湿度测定仪，记录透明土表层应力状态和湿度，调节激光器与线性转换器使放射光线垂直于土体，并调整CCD相机的位置与焦距，使相机垂直于激光穿透土体形成的切面，往加压装置上施加砝码，通过电控装置移动位移平台，调整模型箱位置；
(4)打开CCD相机，对加载过程进行全程录像，启动位移平台，使模型箱沿着与激光切片垂直的方向移动，得到多个切片图像；
(5)每隔一段时间记录一次千分表与土壤湿度测定仪读数；
(6)若要模拟动态水流，滑动第一圆形管盖，调整管道开口大小，水流流入水槽中；
(7)使用OFDR解调仪获得加压过程中管道沿线实时的应变分布，通过计算机动态捕捉坐标轴上光缆某点全过程所对应的应变，并将各测点关联，获取全过程的应变分布曲线。
6.根据权利要求5所述的基于透明土的管道变形分布式监测方法，其特征在于：步骤(2)中，填筑透明土时，掺入体积比为0-3％的玻璃球。
7.根据权利要求5所述的基于透明土的管道变形分布式监测方法，其特征在于：步骤(3)中，调节加压装置，使加压装置上的加压头接触加压盖板中心，调节千分表，然后将位移平台与电控装置连接。
8.根据权利要求5所述的基于透明土的管道变形分布式监测方法，其特征在于：步骤(7)中，利用PIV将获得的每一帧切片图像进行图像处理分析，根据每张图像所展示的管土变形获取该切片的变形场，得到该区块的管土二维变形场；然后移动位移平台得到管道不同部位的切片图像，对多个切面进行图像处理，获得管土三维变形场。
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