[發明專利]一種監測SMW工法內插H型鋼變形的光纖測試方法

在審

• 申請號: 201410657200.4
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104374331A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 高磊;吳克雄;王猛;余湘娟
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G01K11/32
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉

技術領域

本發明涉及一種巖土工程領域基坑支護結構的測試方法，具體涉及一種監測SMW工法內插H型鋼變形的光纖測試方法?。

背景技術

監測SMW工法內插H型鋼變形的傳統方式是利用測斜儀來監測樁體或樁后土體變形，或者使用應變片，在H型鋼的鋼板上固定一定數量的應變片。通過對應變計測得數據進行采集和分析，以達到監測的目的。上述幾種方法存在一定的局限性：1.傳統的測斜測量的方法需要較多的人力，消耗時間長，測斜管易在基坑開挖施工工程中保護不當而導致破壞；2.利用應變計測量樁體變形，應變片粘貼在H型鋼，連接引線較多，且容易損壞。3.應變計只能監測H型鋼某些點的應變，而不能監測整個H型鋼的連續應變。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種監測SMW工法內插H型鋼變形的光纖測試方法?。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明提供一種監測SMW工法內插H型鋼變形的光纖測試方法，利用光纖傳感器和BOTDR光纖傳感監測技術對SMW工法內插H型鋼應變進行監測，包含以下步驟：

（1）在H型鋼的腹板兩側分別布設第一光纖和第二光纖，所述第一光纖緊貼H型鋼腹板一側與翼緣的連接處，并在H型鋼的底部呈U形彎曲，所述第二光纖外部套設有硬管，所述硬管緊貼腹板另一側與翼緣的連接處，并在H型鋼的底部呈U形彎曲；

（3）在粘貼第一光纖和第二光纖的部位涂上一層均勻且有一定厚度的AB膠，再涂一層環氧樹脂，環氧樹脂的目的是為了利于光纖的安放和固定，將單模光纖安放形成U形回路；

（4）第一光纖和第二光纖兩端超出H型鋼頂部0.5m-1m，然后在第一光纖和第二光纖的裸露部涂設環氧樹脂，接著在端口放一棉花團進行保護；?

（5）在H型鋼翼緣與腹板拐角處用鋼板焊接，在腹板底端，用角鋼焊接；

（6）按照施工工序，將H型鋼插入水泥攪拌樁內，澆筑圈梁；

（6）使第一光纖和第二光纖露出圈梁一定長度，且做好標記；

（7）將第一光纖和第二光纖接入BOTDR數據監測儀器，獲取相關數據信息。

作為優選，為了便于將光纖粘貼固定在指定位置，所述步驟（1）之前對?H型鋼翼緣和腹板的相交處用砂布進行手動除銹或用砂輪機進行動力除銹。

作為優選，為了避免光纖在底部折斷，所述步驟（1）中對H型鋼底部的第一光纖和第二光纖平滑彎曲。

作為優選，為了避免H型鋼插入水泥攪拌樁時由于巨大的摩擦力而導致光纖破壞，所述步驟（5）中鋼板、角鋼與H型鋼焊接形成封閉的腔室。

作為優選，所述第二光纖為溫度補償光纖。

作為優選，所述第一光纖為9/125um單模光纖。

發明原理：在H型鋼插入水泥攪拌樁之前，在翼緣和腹板拐角處布設9/125um單模光纖，利用布里淵光時域反射技術（簡稱BOTDR)測量布設在H型鋼上光纖的數據。脈沖激光注入光纖后，與聲學聲子作用發生布里淵散射，布里淵散射光的頻率漂移量與光纖的應變或溫度變化有很好的線性關系，依據該線性關系，通過測量光纖中的布里淵頻移量就可以實現對光纖應變和溫度的測量。

有益效果：本發明的測試方法采用光纖作為監測SMW工法內插H型鋼變形的傳感器，應用布里淵散射光時域反射測量技術（BOTDR）采集H型鋼的變形數據，BOTDR光纖監測技術可以實現光纖應變和溫度的測量。本測試方法可用于SMW工法內插H型鋼變形的高精度應變監測，具有以下優點：

（1）步驟簡單，操作方便，安裝方便，易學易用；

（2）測量距離大，分辨率高，可實現溫度自補償功能；

（3）可以獲得SMW工法內插H型鋼上每一點的變形信息；

（4）用材省，節約資金，性價比良好，有著廣闊的發展前景。

除了上面所述的本發明解決的技術問題、構成技術方案的技術特征以及由這些技術方案的技術特征所帶來的優點外，本發明的一種監測SMW工法內插H型鋼變形的光纖測試方法所能解決的其他技術問題、技術方案中包含的其他技術特征以及這些技術特征帶來的優點，將結合附圖做出進一步詳細的說明。

附圖說明

圖1是本發明實施例中SMW工法內插H型鋼的俯視圖；

圖2是圖1的立面剖面圖；

圖3是圖2的左視圖

圖中：1?翼緣，?2?腹板，?3?光纖，?4?鋼板，?5塑料硬管，?6?角鋼，?7?攪拌樁。

具體實施方式

實施例：