[发明专利]一种地基处理工程结构物理参量识别系统及方法

说明书

本发明公开了一种地基处理工程结构物理参量识别系统及方法，包括载纤钢桶，载纤钢桶的中心设有内穿芯槽，在载纤钢桶内沿内穿芯槽的中心圆周分布有至少三个温感孔，温感孔内安装有温度监测用传感光纤，在载纤钢桶的外表面圆周分布有至少三个固定轴，固定轴通过圆弧状的安装板安装在载纤钢桶上，固定轴的中心套有螺杆，螺杆一端设有螺帽，另一端依次安装有突弧弯、挡圈和螺母，突弧弯上设有卡纤孔，卡纤孔内安装有应变监测用传感光纤。本发明基于单元体层面性态监测装置的本体和层面材料差异性等对温度应变产生影响的等效温度线膨胀系数、比热等参数确定的识别方法，大大提高了监测的能力，极好地满足了实际地基处理工程结构性态诊断的需求。

技术领域

本发明涉及一种地基处理工程结构物理参量识别系统及方法，属于地基处理工程安全管理与分析领域。

背景技术

在地基处理工程中，比如，龙滩、江垭、百色、大朝山、金安桥、棉花滩等水电站大坝的地基结构，主要受水压荷载、温度荷载等因素的作用产生各种效应，这些效应除了受荷载影响，也与地基处理工程体的物理力学参数有着紧密的联系，在坝体体型简单化方面，主要是减少孔和洞、简化坝体结构，便于施工。地基处理工程体建筑物没有引水洞管和进水口，简化了坝体结构，可缩短工期提前发电，但是地基处理工程仍然存在诸多需要深入研究的方面，如关于地基处理工程温度场变化规律及变温场对坝体结构性态的影响问题越来越受重视，地基处理工程层面和本体结合部作用机理问题较为突出，有关地基处理工程温度场及其对大坝作用效应影响的研究仍是业内研究的一个重要的课题。

研究表明地基处理工程结构体由于层面与本体温度线膨胀系数、比热等结构物理参量存在差异，地基处理工程结构体在温度变化作用下在层面方向和垂直于层面方向产生应变增量，影响地基处理工程结构体温度应力和温度应变。此外，因层面和本体的温度线膨胀系数不同，它们在竖向和横向的自由膨胀也就不同，本体和层面间也会产生接触附加应力。

目前，现有文献研究通过建立薄片模型，应用材料力学方法，推求出层面与本体由于不同线膨胀系数、弹性参数等引起的微观应力，预测了能综合反映层面对温度应变影响的水平向和竖向等效线膨胀系数，但现有的研究中没有从能量守恒的角度对结构物理参量等效进行分析，分析结果的合理性有待商榷。

基于上述背景，本发明专利突破传统意义上地基处理工程结构物理参量的获取方法，提出了基于单元体层面性态监测装置的本体和层面材料差异性等对温度应变产生影响的等效温度线膨胀系数、比热等参数确定的方法，最大程度地实现了真实情况下监测地基处理工程结构体的服役性态。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提出一种地基处理工程结构物理参量识别系统及方法，基于单元体层面性态监测装置的本体和层面材料差异性等对温度应变产生影响的等效温度线膨胀系数、比热等参数确定的方法，大大提高了监测的能力，极好地满足了实际地基处理工程结构性态诊断的需求，对当前地基处理工程结构性态健康监测探究提供了重要的保障，在降低监测成本、提高监测精度及提升工程实用化能力等方面具有突出优势。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的地基处理工程结构物理参量识别系统及方法，包括载纤钢桶，所述载纤钢桶的中心设有内穿芯槽，在载纤钢桶内沿内穿芯槽的中心圆周分布有至少三个温感孔，温感孔内安装有温度监测用传感光纤，在载纤钢桶的外表面圆周分布有至少三个固定轴，固定轴通过圆弧状的安装板安装在载纤钢桶上，固定轴的中心套有螺杆，螺杆一端设有螺帽，另一端依次安装有突弧弯、挡圈和螺母，通过拧紧螺母从而通过挡圈和固定轴将突弧弯固定在固定轴上，所述突弧弯上设有卡纤孔，卡纤孔内安装有应变监测用传感光纤。

作为优选，所述突弧弯为扇形状的板状结构。

作为优选，所述温感孔有四个，沿内穿芯槽的中心圆周均布。

作为优选，所述固定轴有四个，沿载纤钢桶的中心圆周均布。

一种上述的一种地基处理工程结构物理参量识别系统的识别方法，包括以下步骤：