分布式光纤传感技术在桩基测试中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com熊壹鲤焦曼墼鸯燕摹测达中_鏖思』⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯露冒量重冒—豳闽分布式光纤传感技术在桩基测试中的应用余小奎(华东电力设计院，上海200063)摘耍：布里渊光时域反射计(BOTDR)是近年来国际上研发成功的一项新型的分布式光电传感技术，该技术已开始广泛地应用于结构体的温度、应变、应力测试。本文介绍了将这一技术应用于PHC管桩和钻孑L灌注桩试桩中桩身轴力分布、侧摩阻力分布及桩端阻力等测试的两个实例。实践表明：基于BOTDR光纤传感技术的桩基分布式测试技术是十分可行和有

2、效的，它与传统的钢筋计、应变片等点式测试技术相比，具有分布式、抗干扰、长距离、耐久性强和协调性好等优点，其应用前景十分广阔。关键词：布里渊光时域反射计；分布式测试；PHC管桩；钻孔灌注桩．中圈分类号：TU4文献标志码：B文章编号：1671．9913(2006)06．O012．05ResearchontheTestingofPilesBasedOnDistributedOpticalFiberMonitoringSensingTechniqueYUXiao．kui(EastChinaElectricPowerDesignInsti

3、tute，Shanghai200063，China)Abstract：TheBrilliouinopticaltimedomainreflectometer(BOTDR)isanewlydevelopedmeasurementandmo，nitoringtechnique．whichutilizesBrilliouinspectroscopyandopticaltimedomainrefleetometertomeasurestrainandtemperaturegeneratedinopticalfibersanddistri

4、butedinthelongitudinaldirection．Inthisthesis，twoexamples。0fce~mnthedis~butionofstrain，axialforceandsidefrictionalresistancealongpilesthePHCandboredtestingpilesba~edonBOTDRaredisplayed．TheachievementsdemonstratethattIleBOTDRisafeasibleandpowerfulteeh．niqueforthestrain

5、measurementandhealthdiagnosisof山etestingpile．Keywords：Brilliouinopticaltimedomainreflectometer；distributedtest；PHCtubularpile：boredpile．目前在电力行业中，桩基主要根据试桩资等点式测试技术、高应变动测技术、岩土工程料进行设计，通过综合试桩，取得单载承载力勘测资料分析获得。华东电力设计院院自2005和桩基设计参数等资料，由于工程场地岩土工年下半年开始与南京大学光电传感工程检测中程条件的差异，试桩所得

6、单桩承载力具有一定心合作，在行业内率先采用一种新的测试手段的局限性，试桩结果主要通过所取得的桩基设一B0TDR分布式光纤传感技术在洛河电厂三计参数一桩周土摩阻力和桩端土端承力应用于期、平朔电厂二期工程钻孔灌注桩试桩中进行工程桩设计中。因此取得准确合理的桩基设计了桩身应力测试。另外，在许多工程桩施工中参数尤其重要。-以往主要通过钢筋计、应变片遇到桩身破坏的现象，为准确确定破坏位置和}收稿日期；2006．09．06作者简介：余小奎(1966．)，男，宁夏人，高级工程师，硕士。维普资讯http://www.cqvip.com匿雹薯豳冒

7、—⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一一熊煎煎蟹焦蹙燕鸯燕萎测试史堕分析破坏原因，华东院在田集电厂PHC桩中采气体成分、多相流流动剖面等物理量。用BOTDR分布式光纤传感技术测试了桩在施打另外，还具有频带宽、高速传输、可集成过程中桩身某个时刻的残余变形，准确确定了等优点，能解决许多机、电传感器无法解决的桩身破坏位置和破坏原因，对采取措施提供了技术难点问题。依据。光在光纤中的传播可以产生如图1散射光谱，根据散射的机理的不同，可以将散射分成1分布式光纤传感测试技术三类：瑞利散射，布里渊散射，拉曼散射。其光纤传感技术是伴随着光导纤维及光

8、纤通中瑞利散射为弹性散射，其在光纤中不发生频信技术的发展而迅速发展起来的一种以光为载率移动，布里渊散射和拉曼散射为非弹性散射，体，光纤为媒介，感知和传输外界信号(被测发生散射后在光纤中会发生频率的移动。图中量)的新型传感技术。20世纪70年代，日本、10—13G