光纤光栅测试技术在桩基检测中的应用.ppt

1、在桩基检测中光纤光栅测试技术的应用，1介绍，在岩土工程监测中变形是最重要的参数之一，传统电阻变形由于自身缺陷，越来越难满足当前岩土工程监测要求，光纤光栅传感器可靠性好，抗干扰能力强，尺寸小，施工工艺简便性，可重用性等多种茄子优点，20世纪80年代末美国工程师(WHO)首次对光纤传感器进行土木工程牙齿文档以项目的一个实验档案为例，简要介绍了光纤光栅传感器的工作原理，比较了光纤光栅传感器和电阻调制器的测试结果，分析了光纤光栅传感器在岩土工程监控中的发展前景。2光纤光栅传感器的工作原理，光纤光栅传感器是光纤材料的光敏性，即后一种折射率的永久变化，由外部入射光子和磁芯相互作用引起。Bragg光栅传感器

2、绝对测量通过波长频谱检测测量的对象的变形。光栅产生轴向变形时，反射窄波段光源的波长会发生变化。忽略温度影响，波长偏移和变形的关系如下：其中： Pe是光纤的弹性系数，光纤光栅是中心波长，没有变形。额外轴向变形，K是与光纤光栅相对应的灵敏度系数，是变形引起的波长偏移。、BRAGG光纤光栅是反射操作设备，在光源发射的连续宽带光(下图中的Ii)通过传输光纤入射时，与光场耦合，并选择性地沿反射和原始传输光纤返回到对应于该宽带光的窄波段光(下图中的Ir)。其馀的宽带灯光(下图中的It)直接透射。3试验档案概述：3.1地质条件：3.2试验档案概述试验档案长度46.5米，档案直径1.8米，预计承载力23405

3、0kN。试验桩采用自平衡法进行。每个级别都是预期载荷力的1/15，第一个级别以两倍的载荷等级加载，测试以较慢的保持载荷方法加载。这次实验中，档案轴向力使用两个茄子传感器。每个截面的三个方向使用普通电阻钢筋应变测量，另一个方向使用嵌入式光栅传感器测量小于1的分辨率，测量范围在3000之间。光栅数据使用PI04B系列光纤光栅传感器网络分析器收集，转换为变形数据，然后存储在计算机上。传感器放置在岩土界面的边界上。截面位置如图1所示，共布置了7个截面、21个普通钢筋应变计和7个光栅传感器。图2内置光栅传感器和PI04B系列光纤光栅传感器网络分析器，初始加载阶段上下位移缓慢增加，随着负载的增加，上下位移

4、逐渐增加，达到预期加载值时，上位移为11.15mm，下位移为9.22mm，由于位移较小，继续将第一负载增加到240160kN。图4图9所示，测试添加的每个等级的载荷及其相应的向上位移如图2和图3所示。3.3测试结果将部分截面上用电阻钢筋应变计测量的应变值的平均值与光栅传感器测量的应变值进行比较，如图4图9所示。，图4高程为5.99米的截面变形值图5高程为-4.41的截面变形值，图6高程为-11.21米的截面变形值图7高程为-20.61米的截面变形值，图8高程为-25米的截面变形值图9高程为-31米的截面变形值。电阻钢筋应变计和光栅传感器测量的档案体应变，分别计算各土层和岩层的摩擦阻力、端阻力、等效档案顶部载荷的承载力变位曲线，如下图所示。图10侧摩擦阻力变位曲线，图11档案结尾阻力变位曲线，图12等效档案顶部载荷变位曲线中，(A)是电阻，(b)图10侧摩擦阻力变位曲线，(a) (b)图11档案结尾阻力位移曲线，(A)(A)只有端阻力变位曲线略有不同。从牙齿项目的角度来看，岩土工程领域的光栅传感器可以代替现有的电阻应变计，从技术角度来看，将光栅传感器应用于岩土工程监控不再是问题。但是光栅传感器价钱比较贵，