本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種現(xiàn)澆X型樁樁身變形分布式測量裝置及方法，該裝置包括現(xiàn)澆X型樁、光纖應(yīng)變測試儀、鋼筋和單模光纖，所述的單模光纖鋪設(shè)在鋼筋內(nèi)部，所述的鋼筋澆筑在現(xiàn)澆X型樁的外邊緣，所述的光纖應(yīng)變測試儀和單模光纖相連接。新的測量方法是在現(xiàn)澆X型樁外邊緣布設(shè)單模光纖，利用布里淵光時域反射技術(shù)，在光纖的脈沖光入射端接收布里淵背向散射光，通過對布里淵背向散射光功率的分析，完成光纖上各點布里淵頻移的測量和定位功能，進而可得待測現(xiàn)澆X型樁的變形。采用單模光纖進行現(xiàn)澆X型樁的應(yīng)變測量，顯著提高了光纖傳感器存活率；同時該方法還具有測量精度高、漂移小和穩(wěn)定性好等優(yōu)點；另外，還具有傳感器布設(shè)簡單，與傳感器相連的接線較少，施工工藝簡單等特點。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)公開了一種現(xiàn)澆X型樁樁身變形分布式測量裝置及方法，該裝置包括現(xiàn)澆X型樁、光纖應(yīng)變測試儀、鋼筋和單模光纖，所述的單模光纖鋪設(shè)在鋼筋內(nèi)部，所述的鋼筋澆筑在現(xiàn)澆X型樁的外邊緣，所述的光纖應(yīng)變測試儀和單模光纖相連接。新的測量方法是在現(xiàn)澆X型樁外邊緣布設(shè)單模光纖，利用布里淵光時域反射技術(shù)，在光纖的脈沖光入射端接收布里淵背向散射光，通過對布里淵背向散射光功率的分析，完成光纖上各點布里淵頻移的測量和定位功能，進而可得待測現(xiàn)澆X型樁的變形。采用單模光纖進行現(xiàn)澆X型樁的應(yīng)變測量，顯著提高了光纖傳感器存活率；同時該方法還具有測量精度高、漂移小和穩(wěn)定性好等優(yōu)點；另外，還具有傳感器布設(shè)簡單，與傳感器相連的接線較少，施工工藝簡單等特點。【專利說明】一種現(xiàn)澆X型粧粧身變形分布式測量裝置及方法
本專利技術(shù)涉及一種樁的測量裝置及方法，具體涉及現(xiàn)澆X型樁樁身變形分布式測量裝置及方法。
技術(shù)介紹
現(xiàn)澆X型樁技術(shù)利用一種截面為X型的鋼模代替?zhèn)鹘y(tǒng)的沉管灌注樁圓型鋼模，從而澆注成X型的現(xiàn)澆混凝土樁。與截面面積相同的傳統(tǒng)圓樁樁型相比，X型樁的截面周長明顯增大，單位材料的比表面積也顯著增大。從而，達到了節(jié)省樁身材料，提高單位體積材料承載力的目的。現(xiàn)在對樁基樁身變形的測量主要還是點式檢測，即在樁身鋼筋籠上預(yù)埋應(yīng)變計如鋼筋計、應(yīng)變片或埋設(shè)應(yīng)力計、位移計等，通過測量各點的應(yīng)變值，獲得樁身應(yīng)變、應(yīng)力分布曲線。但是點式測量方法有很多缺點，如屬于不連續(xù)性檢測，容易漏檢；埋入的電子元器件在混凝土澆注過程中容易失效；零星的點數(shù)據(jù)很難全面反映樁身質(zhì)量及樁與地層各分層間作用規(guī)律；為了提高檢測精度，安置較多的傳感器又會因為太多的引出導(dǎo)線影響到樁身結(jié)構(gòu)及承載力等。由于現(xiàn)澆X型樁樁身變形對于掌握該新型樁的樁土作用和樁基承載機理具有重要作用，但受限于傳統(tǒng)的技術(shù)手段，目前還缺少全面可靠和簡易方便的方法。布里淵散射光時域反射技術(shù)(簡稱B0TDR)是一種分布式的光纖應(yīng)變監(jiān)測技術(shù),利用分析光纖中后散射光的方法測量光纖傳輸損耗和各種結(jié)構(gòu)缺陷引起的結(jié)構(gòu)型損耗，通過顯示損耗(散射)與長度的關(guān)系，來測量外界信號場分布于光纖上的擾動信息。隨著光纖傳感監(jiān)測技術(shù)的不斷發(fā)展，一根傳感光纖既能感應(yīng)應(yīng)變又能傳輸信號，形成分布式應(yīng)變傳感器。基于布里淵散射的分布式光纖傳感技術(shù)，具有耐久性好、無零點漂移、不帶電工作、抗電磁干擾、傳輸帶寬大等凸出優(yōu)點，可以實現(xiàn)對待測參數(shù)的連續(xù)分布式監(jiān)測，目前在土木、水利、電力、交通、石化、海洋等領(lǐng)域推廣運用，但現(xiàn)澆X型樁樁身變形分布式測量方法和技術(shù)尚未見到。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了彌補了現(xiàn)澆X型樁樁身變形監(jiān)測現(xiàn)存技術(shù)中存在的不連續(xù)性檢測、容易漏檢、電子元器件易損壞等問題，本專利技術(shù)提供了的解決方案如下: 一種現(xiàn)澆X型樁樁身變形分布式測量裝置，包括現(xiàn)澆X型樁、光纖應(yīng)變測試儀、鋼筋和單模光纖，所述的單模光纖鋪設(shè)在鋼筋內(nèi)部，所述的鋼筋澆筑在現(xiàn)澆X型樁的外邊緣，所述的光纖應(yīng)變測試儀和單模光纖相連接。優(yōu)選的，所述的鋼筋為U型。優(yōu)選的，所述的單模光纖傳感器通過膠水鋪設(shè)在鋼筋內(nèi)部。優(yōu)選的，所述的膠水為單組室溫固化的溶液膠。優(yōu)選的，所述的單模光纖和鋼筋各有4根，并均勻地布設(shè)在所述的現(xiàn)澆X型樁外邊緣。優(yōu)選的，所述的單模光纖位于現(xiàn)澆X型樁外邊緣的凹陷部位和凸出部位。優(yōu)選的，所述的現(xiàn)澆X型樁橫截面呈X形，所述的單模光纖傳感器的規(guī)格為9/125um，所述的鋼筋的直徑為8mm。本專利技術(shù)還提供了一種利用上述的現(xiàn)澆X型樁樁身變形分布式測量裝置進行現(xiàn)澆X型樁樁身變形分布式測量方法，包括以下步驟: 1)在所述的鋼筋表面開槽，然后在槽內(nèi)涂抹膠水，將所述的單模光纖布設(shè)在鋼筋的槽內(nèi)；將鋪設(shè)有單模光纖的鋼筋放入現(xiàn)澆X型樁內(nèi)，布設(shè)有光纖的現(xiàn)澆X型樁澆筑完成且達到預(yù)定強度之后，利用布里淵光時域反射技術(shù)，通過布設(shè)在現(xiàn)澆X型樁外邊緣的鋼筋內(nèi)的單模光纖，在光纖的脈沖光入射端接收布里淵背向散射光； 2)分析布里淵背向散射光的功率，完成所述的單模光纖上各點布里淵頻移的測量和定位，測量光纖的變形，所述的單模光纖的變形與現(xiàn)澆X型樁樁身的變形保持一致，從而可得待測現(xiàn)澆X型樁的變形。本專利技術(shù)還提供了一種利用上述的現(xiàn)澆X型樁樁身變形分布式測量裝置進行現(xiàn)澆X型樁樁身變形分布式測量方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)布設(shè)有光纖的現(xiàn)澆X型樁澆筑完成且達到預(yù)定強度之后，用光纖應(yīng)變測試儀讀取現(xiàn)澆X型樁內(nèi)單模光纖的初始數(shù)據(jù)； 2)在現(xiàn)澆X型樁受力之后，再次采用光纖應(yīng)變測試儀讀取現(xiàn)澆X型樁內(nèi)單模光纖的數(shù)據(jù)； 3)將上述步驟2)和I)中的兩次數(shù)據(jù)做差，兩次數(shù)據(jù)之差即為現(xiàn)澆X型樁受力后所產(chǎn)生的應(yīng)變值，根據(jù)應(yīng)變值推算出現(xiàn)澆X型樁所受的外力及產(chǎn)生的變形量。本專利技術(shù)的有益效果如下: 本專利技術(shù)提供了一種新的現(xiàn)澆X型樁樁身變形分布式測量方法，它可以彌補現(xiàn)澆X型樁樁身變形監(jiān)測現(xiàn)存技術(shù)中存在的不足，實現(xiàn)高效、便捷及真正意義上的連續(xù)性測量，該監(jiān)測系統(tǒng)非但不影響混凝土樁的強度，反而會增加混凝土樁的強度，并且顯著提高了光纖傳感器的存活率；另外，還具有操作方便、施工工藝簡單等優(yōu)點。【專利附圖】【附圖說明】圖1為光纖在鋼筋上的鋪設(shè)圖 圖2為布設(shè)有光纖的現(xiàn)澆X型樁橫截面圖 圖3為現(xiàn)澆X型樁的A-A剖面圖 圖4為現(xiàn)澆X型樁的B-B剖面圖 圖中:1、現(xiàn)澆X型樁，2、單模光纖，3、鋼筋，4、膠水。【具體實施方式】為使本專利技術(shù)實施例的目的和技術(shù)方案更加清楚，下面將結(jié)合本專利技術(shù)實施例的附圖，對本專利技術(shù)實施例的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本專利技術(shù)的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于所描述的本專利技術(shù)的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術(shù)保護的范圍。本
技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本專利技術(shù)所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。如圖1和2所示，本專利技術(shù)的現(xiàn)澆X型樁樁身變形分布式測量裝置，包括現(xiàn)澆X型樁、光纖應(yīng)變測試儀、鋼筋和單模光纖，單模光纖鋪設(shè)在鋼筋內(nèi)部，鋼筋澆筑在現(xiàn)澆X型樁的外邊緣，光纖應(yīng)變測試儀和單模光纖相連接。如圖3和4所示，在鋼筋的中間位置把鋼筋彎曲成U型。單模光纖通過膠水鋪設(shè)在鋼筋內(nèi)部。膠水為單組室溫固化的溶液膠。單模光纖和鋼筋各有4根，并均勻地布設(shè)在所述的現(xiàn)澆X型樁外邊緣。單模光纖位于現(xiàn)澆X型樁外邊緣的凹陷部位和凸出部位。現(xiàn)澆X型樁橫截面呈X形，單模光纖的規(guī)格為9/125um，鋼筋的直徑為8mm。下面說明現(xiàn)澆X型樁樁身變形分布式測量方法，包括以下步驟: 1)在所述的鋼筋表面開槽，然后在槽內(nèi)涂抹膠水，將所述的單模光纖布設(shè)在鋼筋的槽內(nèi)，檢查鋪設(shè)情況，做到?jīng)]有光纖隆起或者漏膠；將鋪設(shè)有單模光纖的鋼筋放入現(xiàn)澆X型樁內(nèi)，布設(shè)有光纖的現(xiàn)澆X型樁澆筑完成且達到預(yù)定強度之后，利用布里淵光時域反射技術(shù)，通過布設(shè)在現(xiàn)澆X型樁外邊緣的鋼筋內(nèi)的單模光纖傳感器，在光纖的脈沖光入射端接收布里淵背向散射光； 2)分析布里淵背向散射光的功率，完成所述的單模光纖上各點布里淵頻移的測量和本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高磊，李明坤，劉漢龍，余湘娟，劉和文，
申請(專利權(quán))人：河海大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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