[發明專利]基于FBG系統的斜PHC方樁軸向-彎曲變形的聯合監測方法

有效

• 申請號: 202010875760.2
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN112012251B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 李雨潤;張健;梁艷;戎賢
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00;E02D5/58;G01B11/16
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰;張國榮

1.一種基于FBG系統的斜PHC方樁軸向-彎曲變形的聯合監測方法，用于實現樁身同一監測點處軸向變形和彎曲變形的聯合監測；其特征在于，該方法包括以下步驟：

S1、根據斜PHC方樁安裝時的傾斜方向分析斜PHC方樁的受力特點，并確定斜PHC方樁受到水平載荷和豎向載荷的方向；

S2、根據步驟S1中獲得的斜PHC方樁的受力特點確定監測點的位置和數量，監測點沿PHC方樁軸向布置；

S3、在斜PHC方樁受到水平載荷的兩個相對側面上監測點對應的位置，以斜PHC方樁的軸線為對稱軸對稱設置兩個FBG傳感器；在斜PHC方樁剩余兩個側面的任意一個側面上監測點對應的位置設置一個FBG傳感器，同一監測點橫截面上的三個FBG傳感器的幾何中心共面，FBG傳感器采集FBG傳感器所在位置的反射光波長，并將采集的數據傳輸至FBG系統的數據解調儀；數據解調儀根據公式(1)和(2)計算得到斜PHC方樁在FBG傳感器所在位置的應變ε；

Δλ＝λ₁-λ₀ (1)

式中，Δλ表示反應光的波長偏移量；λ₀表示斜PHC方樁未受到載荷時，FBG傳感器所在位置的反射光的初始波長；λ₁表示斜PHC方樁受到載荷后，FBG傳感器所在位置的反射光的波長；ξ表示FBG傳感器的反應光柵的光學參數；

設定在同一監測點處斜PHC方樁受到水平載荷的兩個側面的應變分別為ε_a和ε_b，并根據公式(3)計算得到斜PHC方樁在該監測點處的彎曲應變Δε，即斜PHC方樁在此監測點處的彎曲變形；

斜PHC方樁剩余兩個側面的任意一個側面上的FBG傳感器所在位置的應變即為斜PHC方樁在相應監測點處的軸向變形。

2.根據權利要求1所述的基于FBG系統的斜PHC方樁軸向-彎曲變形的聯合監測方法，其特征在于，步驟S3中布置FBG傳感器的具體步驟為：

S31、切槽：在斜PHC方樁需要布置FBG傳感器的側面進行測量放線并切槽，切槽的幾何中心位于相應側面的中線上；

S32、清理：清理切槽內的雜物，然后在槽底涂覆一層環氧樹脂層并靜置24小時；待環氧樹脂層完全固化后，用砂紙對環氧樹脂層進行打磨，使其產生粗糙表面；

S33、連線：在打磨好的切槽內再次進行測量放線，確定FBG傳感器的布設位置；然后用速干膠將FBG傳感器固定在相應位置上，同時將FBG傳感器的連接線沿斜PHC方樁側面的中線位置進行同步鋪設，并用速干膠將其固定在切槽內；

S34、封裝：待FBG傳感器及連接線均固定完畢后，從切槽的邊緣處向切槽內注入環氧樹脂，完成FBG傳感器的封裝；

S35、打磨：待注入切槽內的環氧樹脂完全固化后，對切槽處已經固結的環氧樹脂進行打磨，使其外層形成粗糙接觸面，完成FBG傳感器的布置。

3.根據權利要求2所述的基于FBG系統的斜PHC方樁軸向-彎曲變形的聯合監測方法，其特征在于，切槽深度為6mm，寬度為30mm；環氧樹脂層的厚度為1mm；注入環氧樹脂的高度大于切槽深度1-2mm。