[發明專利]一種非金屬抗浮錨桿桿體應力測試方法

在審

• 申請號: 201310474063.6
• 申請日: 2013-10-12
• 公開（公告）號: CN103487179A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 張明義;白曉宇;張鵬;閆楠;寇海磊
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24
• 代理公司: 青島高曉專利事務所 37104
• 代理人: 張世功

技術領域：

本發明屬于應力測試技術領域，涉及一種巖土工程中非金屬錨桿桿體應力測試工藝，特別是一種非金屬抗浮錨桿桿體應力測試方法。

背景技術：

隨著城市地下空間的開發利用，建（構）筑物的基礎埋深不斷增加，抗浮問題變得越來越突出，與降排地下水、壓重法和浮樁等抗浮技術措施相比，抗浮錨桿地層適應性強，布置形式靈活，成孔快，施工占用場地小，施工機械小型化，經濟環保，在硬質巖土層中承載力大，玻璃纖維增強聚合物（GFRP）錨桿的出現，為巖土錨固增添了新的手段，特別是GFRP材料優異的耐腐蝕及抗電磁干擾的特性，解決了困擾巖土錨固界的難題。GFRP螺旋狀筋表面不平，現有的錨桿桿體應力測試設備存在一定問題，粘貼應變片或桿體表層植入光纖時，打磨會造成表面纖維斷損，造成錨桿的初始缺陷，而且應變片容易脫落，導致測試過程數據缺失，因此用普通電測方法不夠合理，不能對GFRP錨桿工作性狀進行全面監測，可采用光纖對其進行測試，光纖測試主要包括分布式（布里淵法）和準分布式（布拉格光柵法）兩種方法，分布式（布里淵法）用一根光纖連續測試，適合長距離測量；準分布式（布拉格光柵法）用裸光纖連接一串光柵傳感器對錨桿進行測試。目前，GFRP錨桿光纖測試大多采用分布式（布里淵法），該方法名義上可以連續測試，但空間分辨率低，測點定位精確最多只能到20cm，不適合對抗浮錨桿這樣的短構件進行測試，尤其是接近孔口處的應力集中變化區不能準確定位。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求設計提供一種非金屬抗浮錨桿桿體應力測試方法，當光柵傳感器受到拉力或者壓力作用時，光柵傳感器伸長或壓縮使光纖光柵周期發生變化，從而改變光柵傳感器的有效折射率，求得玻璃纖維增強聚合物（GFRP）抗浮錨桿某一斷面的軸向應變后得出錨桿桿體的應力。

為了實現上述目的，本發明方法在非金屬抗浮錨桿桿體應力測試裝置中實現，其具體測試過程為：

（1）、根據錨桿桿體的應力測試斷面確定光柵傳感器位置，將光柵傳感器3刻入到裸光纖上形成裸露的光纖光柵串，在錨桿桿體加工成型的過程中，在錨桿中間部位沿長度方向埋設光纖光柵串并將光纖光柵串一起澆筑成型，錨桿端頭部位的裸光纖采用鎧裝光纜保護；

（2）、根據錨桿桿體的尺寸在被測巖土地基進行鉆孔形成錨桿孔，錨桿孔與地面相垂直；

（3）、將錨桿桿體插入錨桿孔內直至錨桿桿體底端到達錨桿孔底部，安裝過程中保持錨桿體垂直，且錨桿桿體位于錨桿孔中央；

（4）、將錨桿孔的外端連接好注漿管，并將注漿管伸至錨桿孔底端，用注漿泵將漿液沿著注漿管注入，待注漿液到達注漿孔頂端時將注漿管拔出并關閉注漿泵，完成注漿過程；

（5）、注漿完成后將注漿孔頂端人工抹平，在錨桿桿體安裝鋼套筒，鋼套筒通過環氧樹脂與錨桿桿體緊密粘結，鋼套筒的長度由設計錨固力控制；

（6）、在墊層上以錨桿體為中心對稱放置第一鋼板，在第一鋼板中央放置帶有油壓表的千斤頂，千斤頂上對稱放置第二鋼板，然后在第二鋼板上安放反力梁，反力梁上安放第三鋼板，在第三鋼板上安裝錨具，錨具與鋼套筒以焊接的方式緊密連接；

（7）、將鎧裝光纜接入到數據采集系統，檢查測試裝置連接是否完好，并檢查光柵傳感器的成活率，成活率不低于90%；

（8）、按《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-2012）要求，采用同步千斤頂分級加載，使每臺千斤頂的負荷均衡，保證起升及下降速度的同步，防止拉拔荷載裝置可能產生彎矩，導致錨桿提前破壞；在錨桿桿體受拉過程中記錄光柵傳感器的波長變化和千斤頂上的油壓表讀數，利用公式Δλ_B=Δλ_B^ε+Δλ_B^t=λ_B（Κ_εΔε_x+Κ_tΔt）反算測試過程中錨桿桿體應力變化，其中，Δλ_B為應變和溫度共同作用時光柵傳感器中心波長變化量；Δλ_B^ε為光柵傳感器受到拉力或者壓力作用時，中心波長變化量；Δλ_B^t為溫度發生變化時，光柵傳感器中心波長變化量；λ_B為不受外力、溫度為0時光柵傳感器的初始波長；Κ_ε為光柵傳感器應變靈敏系數；Δ_εx為軸向應變改變量；Κ_t為光柵傳感器溫度敏感系數；Δ_t為溫度變化量。