[发明专利]一种基于分布式光纤传感器桩基静载荷试验测试系统

说明书

本发明提供一种基于分布式光纤传感器桩基静载荷试验测试系统，包括工业PC、布里渊模块、OTDR模块、拉曼模块与传感光缆，工业PC分别连接布里渊模块、OTDR模块与拉曼模块，传感光缆与桩基浇筑在一起，传感光缆内包括一芯单模光纤和一芯多模光纤，布里渊模块与OTDR模块共同连接一芯单模光纤，拉曼模块连接一芯多模光纤。本发明基于分布式光纤传感器桩基静载荷试验测试系统采用拉曼模块+多模光纤测温，可更精确去除温度量影响；第二在桩基静载荷应变测试中同时用OTDR模块实现布里渊测量光纤的损耗监测，能够及时地发现如断纤这样重大故障并停止静载荷测试,可以实时监测浇筑光纤与传感器连接光纤的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种桩基检测系统，特别涉及一种基于分布式光纤传感器桩基静载荷试验测试系统。

背景技术

桩基工程属地下隐蔽工程施工程序复杂、技术要求高、施工难度大，工程质量往往不易控制，稍有不慎，就出现各种质量问题。重视桩基检测工作有利于研究桩土之间作用规律和桩体变形的自然规律，有利于桩型设计、施工工艺等工作创新提供理论指导和数据支持，有利于提高施工质量和保证工程质量安全，有利于工程成本的控制和节约等。静载荷试验可靠、直观，是常用的桩基检测方法，分别在桩顶通过千斤顶逐级施加轴向压力、轴向上拔力或在桩基承台底面标高一致处施加水平力；然后按要求进行逐级加载或者卸载，观测并记录桩的相应检测点在毎级加载或者卸载作用下，随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移；最后根据记录的数据绘制相关的曲线图，并按规范确定相应的单植竖向抗压承载力、单粧竖向抗拔承载力或单粧水平承载力大小的试验方法。主要目的是：确定单桩竖向抗压、抗拔极限承载力，确定单桩水平临界和极限承载力；判断竖向抗压、抗拔、水平承载力是否满足设计要求；通过桩身内力及变形测试，测定桩侧摩阻力、桩端阻力、桩身弯矩和挠曲，推定土抗力参数等。目前，桩基静载荷试验主要通过在桩内不同截面埋设钢筋应力计或混凝土应变计等点式传感器监测，具有测试数有限，安装不方便，施工保护难且容易破坏，测试数据可靠性差等特点，且在工程运行期，很少对基桩的挠度等进行监测，因此，基桩的实际受力状况是一个未知数。因此，如何方便有效地低成本的实现桩基静载荷测试成为一大研究热点和难点。随着光纤传感解调技术的不断发展，一根传感光缆既能感应应变又能传输信号，形成分布式应变传感器。基于布里渊散射的分布式光纤传感技术，具有耐久性好、无零点漂移、不带电工作、抗电磁干扰、传输带宽大等突出优点，能够用一根光纤测量其沿线上空间多点或者无限多自由度的参数分布，弥补了现有点式测试技术的不足，满足桩基检测/监测的要求，为进一步分析基桩受力性状提供依据。

发明内容

【1】要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种可排除温度量影响、能够及时地发现重大故障并停止静载荷测试以及可实时监测浇筑光纤与传感器连接光纤可靠性的基于分布式光纤传感器桩基静载荷试验测试系统。

【2】解决问题的技术方案

本发明提供一种基于分布式光纤传感器桩基静载荷试验测试系统，包括工业PC、布里渊模块、OTDR模块、拉曼模块与传感光缆，所述工业PC分别连接所述布里渊模块、所述OTDR模块与所述拉曼模块，所述传感光缆与桩基浇筑在一起，所述传感光缆内包括一芯单模光纤和一芯多模光纤，所述布里渊模块与所述OTDR模块共同连接所述一芯单模光纤，所述拉曼模块连接所述一芯多模光纤；所述布里渊模块与所述一芯单模光纤之间依次连接有波峰复用与第一单模光开关；所述OTDR模块与所述一芯单模光纤之间依次连接有第二单模光开关、所述波峰复用与所述第一单模光开关；所述拉曼模块与所述一芯多模光纤之间设有多模光开关；所述工业PC上连接有光开关驱动控制板，所述光开关驱动控制板分别连接所述第一单模光开关、所述第二单模光开关与所述多模光开关。

进一步的，所述布里渊模块的光口为两个，两个所述光口分别为连续光光口与脉冲光光口，与两个所述光口相对应地设有两个所述波峰复用，与两个所述波峰复用相对应地设有两个所述第一单模光开关，所述连续光光口连接所述一芯单模光纤的头部，所述脉冲光光口连接所述一芯单模光纤的尾部组成一个环路。