一种现浇X型桩桩身变形分布式测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种现浇X型桩桩身变形分布式测量装置及方法，该装置包括现浇X型桩、光纤应变测试仪、钢筋和单模光纤，所述的单模光纤铺设在钢筋内部，所述的钢筋浇筑在现浇X型桩的外边缘，所述的光纤应变测试仪和单模光纤相连接。新的测量方法是在现浇X型桩外边缘布设单模光纤，利用布里渊光时域反射技术，在光纤的脉冲光入射端接收布里渊背向散射光，通过对布里渊背向散射光功率的分析，完成光纤上各点布里渊频移的测量和定位功能，进而可得待测现浇X型桩的变形。采用单模光纤进行现浇X型桩的应变测量，显著提高了光纤传感器存活率；同时该方法还具有测量精度高、漂移小和稳定性好等优点；另外，还具有传感器布设简单，与传感器相连的接线较少，施工工艺简单等特点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种现浇X型桩桩身变形分布式测量装置及方法，该装置包括现浇X型桩、光纤应变测试仪、钢筋和单模光纤，所述的单模光纤铺设在钢筋内部，所述的钢筋浇筑在现浇X型桩的外边缘，所述的光纤应变测试仪和单模光纤相连接。新的测量方法是在现浇X型桩外边缘布设单模光纤，利用布里渊光时域反射技术，在光纤的脉冲光入射端接收布里渊背向散射光，通过对布里渊背向散射光功率的分析，完成光纤上各点布里渊频移的测量和定位功能，进而可得待测现浇X型桩的变形。采用单模光纤进行现浇X型桩的应变测量，显著提高了光纤传感器存活率；同时该方法还具有测量精度高、漂移小和稳定性好等优点；另外，还具有传感器布设简单，与传感器相连的接线较少，施工工艺简单等特点。【专利说明】一种现浇X型粧粧身变形分布式测量装置及方法
本专利技术涉及一种桩的测量装置及方法，具体涉及现浇X型桩桩身变形分布式测量装置及方法。
技术介绍
现浇X型桩技术利用一种截面为X型的钢模代替传统的沉管灌注桩圆型钢模，从而浇注成X型的现浇混凝土桩。与截面面积相同的传统圆桩桩型相比，X型桩的截面周长明显增大，单位材料的比表面积也显著增大。从而，达到了节省桩身材料，提高单位体积材料承载力的目的。现在对桩基桩身变形的测量主要还是点式检测，即在桩身钢筋笼上预埋应变计如钢筋计、应变片或埋设应力计、位移计等，通过测量各点的应变值，获得桩身应变、应力分布曲线。但是点式测量方法有很多缺点，如属于不连续性检测，容易漏检；埋入的电子元器件在混凝土浇注过程中容易失效；零星的点数据很难全面反映桩身质量及桩与地层各分层间作用规律；为了提高检测精度，安置较多的传感器又会因为太多的引出导线影响到桩身结构及承载力等。由于现浇X型桩桩身变形对于掌握该新型桩的桩土作用和桩基承载机理具有重要作用，但受限于传统的技术手段，目前还缺少全面可靠和简易方便的方法。布里渊散射光时域反射技术(简称B0TDR)是一种分布式的光纤应变监测技术,利用分析光纤中后散射光的方法测量光纤传输损耗和各种结构缺陷引起的结构型损耗，通过显示损耗(散射)与长度的关系，来测量外界信号场分布于光纤上的扰动信息。随着光纤传感监测技术的不断发展，一根传感光纤既能感应应变又能传输信号，形成分布式应变传感器。基于布里渊散射的分布式光纤传感技术，具有耐久性好、无零点漂移、不带电工作、抗电磁干扰、传输带宽大等凸出优点，可以实现对待测参数的连续分布式监测，目前在土木、水利、电力、交通、石化、海洋等领域推广运用，但现浇X型桩桩身变形分布式测量方法和技术尚未见到。
技术实现思路
为了弥补了现浇X型桩桩身变形监测现存技术中存在的不连续性检测、容易漏检、电子元器件易损坏等问题，本专利技术提供了的解决方案如下: 一种现浇X型桩桩身变形分布式测量装置，包括现浇X型桩、光纤应变测试仪、钢筋和单模光纤，所述的单模光纤铺设在钢筋内部，所述的钢筋浇筑在现浇X型桩的外边缘，所述的光纤应变测试仪和单模光纤相连接。优选的，所述的钢筋为U型。优选的，所述的单模光纤传感器通过胶水铺设在钢筋内部。优选的，所述的胶水为单组室温固化的溶液胶。优选的，所述的单模光纤和钢筋各有4根，并均匀地布设在所述的现浇X型桩外边缘。优选的，所述的单模光纤位于现浇X型桩外边缘的凹陷部位和凸出部位。优选的，所述的现浇X型桩横截面呈X形，所述的单模光纤传感器的规格为9/125um，所述的钢筋的直径为8mm。本专利技术还提供了一种利用上述的现浇X型桩桩身变形分布式测量装置进行现浇X型桩桩身变形分布式测量方法，包括以下步骤: 1)在所述的钢筋表面开槽，然后在槽内涂抹胶水，将所述的单模光纤布设在钢筋的槽内；将铺设有单模光纤的钢筋放入现浇X型桩内，布设有光纤的现浇X型桩浇筑完成且达到预定强度之后，利用布里渊光时域反射技术，通过布设在现浇X型桩外边缘的钢筋内的单模光纤，在光纤的脉冲光入射端接收布里渊背向散射光； 2)分析布里渊背向散射光的功率，完成所述的单模光纤上各点布里渊频移的测量和定位，测量光纤的变形，所述的单模光纤的变形与现浇X型桩桩身的变形保持一致，从而可得待测现浇X型桩的变形。本专利技术还提供了一种利用上述的现浇X型桩桩身变形分布式测量装置进行现浇X型桩桩身变形分布式测量方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)布设有光纤的现浇X型桩浇筑完成且达到预定强度之后，用光纤应变测试仪读取现浇X型桩内单模光纤的初始数据； 2)在现浇X型桩受力之后，再次采用光纤应变测试仪读取现浇X型桩内单模光纤的数据； 3)将上述步骤2)和I)中的两次数据做差，两次数据之差即为现浇X型桩受力后所产生的应变值，根据应变值推算出现浇X型桩所受的外力及产生的变形量。本专利技术的有益效果如下: 本专利技术提供了一种新的现浇X型桩桩身变形分布式测量方法，它可以弥补现浇X型桩桩身变形监测现存技术中存在的不足，实现高效、便捷及真正意义上的连续性测量，该监测系统非但不影响混凝土桩的强度，反而会增加混凝土桩的强度，并且显著提高了光纤传感器的存活率；另外，还具有操作方便、施工工艺简单等优点。【专利附图】【附图说明】图1为光纤在钢筋上的铺设图 图2为布设有光纤的现浇X型桩横截面图 图3为现浇X型桩的A-A剖面图 图4为现浇X型桩的B-B剖面图 图中:1、现浇X型桩，2、单模光纤，3、钢筋，4、胶水。【具体实施方式】为使本专利技术实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。如图1和2所示，本专利技术的现浇X型桩桩身变形分布式测量装置，包括现浇X型桩、光纤应变测试仪、钢筋和单模光纤，单模光纤铺设在钢筋内部，钢筋浇筑在现浇X型桩的外边缘，光纤应变测试仪和单模光纤相连接。如图3和4所示，在钢筋的中间位置把钢筋弯曲成U型。单模光纤通过胶水铺设在钢筋内部。胶水为单组室温固化的溶液胶。单模光纤和钢筋各有4根，并均匀地布设在所述的现浇X型桩外边缘。单模光纤位于现浇X型桩外边缘的凹陷部位和凸出部位。现浇X型桩横截面呈X形，单模光纤的规格为9/125um，钢筋的直径为8mm。下面说明现浇X型桩桩身变形分布式测量方法，包括以下步骤: 1)在所述的钢筋表面开槽，然后在槽内涂抹胶水，将所述的单模光纤布设在钢筋的槽内，检查铺设情况，做到没有光纤隆起或者漏胶；将铺设有单模光纤的钢筋放入现浇X型桩内，布设有光纤的现浇X型桩浇筑完成且达到预定强度之后，利用布里渊光时域反射技术，通过布设在现浇X型桩外边缘的钢筋内的单模光纤传感器，在光纤的脉冲光入射端接收布里渊背向散射光； 2)分析布里渊背向散射光的功率，完成所述的单模光纤上各点布里渊频移的测量和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高磊，李明坤，刘汉龙，余湘娟，刘和文，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：