[發明專利]一種樁基混凝土澆筑的監測方法

在審

• 申請號: 201410709205.7
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104532883A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 鄭思國;劉剛;朱凱
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

技術領域

本發明涉及混凝土澆筑領域，尤其是涉及一種樁基混凝土澆筑的監測方法。

背景技術

在大型混凝土澆筑過程中溫度和應變監測一直是目前需要解決的問題，如何有效檢測其凝固過程的溫度場和應力場的分布特性，對于混凝土澆筑施工的質量極其重要，提高混凝土的澆筑質量對于后期的運行維護以及安全穩定生產都至關重要。因此，對于城市地下變電站施工中的溫度和應力的健康監測同樣可以作為一個研究性課題。

20世紀80年代，光纖傳感技術在發達國家得到迅速的發展，各種光纖傳感器以其獨特的技術優勢廣泛應用于國防、航空航天、工業、交通運輸和日常生活等各個領域。在建筑物基礎方向上，Baldwin和Woojin?Lee等人先后采用光纖傳感器對現場樁基試驗進行了溫度、應變監測，并對監測結果分析了樁的受荷變形、荷載傳遞等性狀。在我國，對光纖光柵傳感技術的研究也受到重視，從上世紀70年代末就開始了這方面的研究工作。近年來，光纖傳感技術日趨成熟，基于該技術開發的監測儀器不受電磁干擾，耐腐蝕，集成性強，有著良好的精度和穩定性，因而在很大程度上彌補了傳統監測技術的不足。光纖傳感技術已列入國家重點研究項目，光纖光柵傳感技術可廣泛應用于各種場合，如橋梁、煤礦、隧道的溫度自動報警控制系統，油庫、危險品倉庫、貨輪等的在線動態檢測和火災報警。目前在電力方面，光纖光柵傳感器主要運用在智能變電站高壓開關柜的內部溫度監測，在電力大型工程結構建設中的運用并不多見，同時3D模擬技術在電力行業也很少出現。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種直觀形象、安全可靠、實時報警的樁基混凝土澆筑的監測方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種樁基混凝土澆筑的監測方法，包括以下步驟：

1)通過設置在混凝土澆筑現場樁基上的光纖光柵傳感器實時測量被測樁基的溫度和壓力的變化，并分別產生溫度和壓力的光譜波長變化量；

2)通過分析儀解調溫度和壓力的光譜波長變化量得到溫度和壓力的變化數據，將此數據傳輸到計算機監控中心，并通過顯示設備顯示出來；

3)計算機監控中心根據溫度和壓力的變化數據，通過有限元軟件ANSYS對混凝土澆筑現場待被測樁基建立3D幾何模型：

4)將溫度和壓力的變化數據導入到被測樁基的3D幾何模型中，得到被測樁基的溫度和壓力的3D動態模型：

5)通過被測樁基的溫度和壓力的變化數據以及溫度和壓力的3D動態模型對混凝土澆筑現場樁基進行實時監測，并在變化數據超過閾值后報警。

所述的步驟1)中光譜波長變化量計算式為：

ΔλBλB0=(α+ψ)ΔT+(1-neff)ϵ]]>

Δλ_B＝Δλ_B^ΔT+ΔλB^ε＝c_Tλ_B0ΔT+c_ελ_B0ε

其中，Δλ_B是中心波長的變化量；λ_B0為光纖的初始中心波長；ΔT和ε分別是光纖所受溫度和應力變化量；n_eff、α和ψ分別是光纖的光彈系數、熱膨脹系數和熱光系數，Δλ_B^ΔT和Δλ_B^ε分別為溫度和應變引起的中心波長漂移量，c_T＝0.78×10^-6με^-1，c_ε＝6.67×10-6℃^-1。