[发明专利]一种室内模型桩桩身光纤光栅和桩土界面传感器布设装置

摘要

本发明属于桩基工程技术领域，涉及一种室内模型桩桩身光纤光栅和桩土界面传感器布设装置，模型桩的外侧壁上均匀开有第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，第一凹槽内安装有采用铠装光缆串联的光纤光栅传感器，第三凹槽和第三凹槽分别安装有铠装光缆串联的硅压阻式土压力传感器和屏蔽防水导线串联的硅压阻式孔隙水压力传感器；模型桩的底部开有开孔，开孔内安装有测头朝下的硅压阻式土压力传感器，开孔余第二凹槽之间开有第四凹槽，其结构简单，操作简便，高效快捷，节约成本，可在室内模型试验测试桩身内力和桩土界面应力时广泛应用。

主权项

1.一种室内模型桩桩身光纤光栅和桩土界面传感器布设方法，其特征在于采用室内模型桩桩身光纤光栅和桩土界面传感器布设装置实现，具体过程为：(1)、将模型桩截面3等分，分别进行机械开槽，形成第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，在模型桩桩端底部用开口器开口，形成开孔，开孔与第二凹槽中间开槽，形成第四凹槽；(2)、分别在第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽内底部放入一层植筋胶，先将光纤光栅传感器植入在第一凹槽的1/2深度处，相邻的光纤光栅传感器之间用铠装光缆等间距150mm串联；再将采用铠装光缆等间距150mm串联的硅压阻式土压力传感器和采用屏蔽防水导线等间距150mm串联的硅压阻式孔隙水压力传感器分别植入第二凹槽和第三凹槽内，同时保证硅压阻式土压力传感器和硅压阻式孔隙水压力传感器接触面与模型桩表面齐平；光纤光栅传感器、硅压阻式土压力传感器、硅压阻式孔隙水压力传感器距离模型桩顶部和底部均为50mm；串联硅压阻式土压力传感器的铠装光缆和串联硅压阻式孔隙水压力传感器的屏蔽防水导线均布设在相应传感器下面；(3)、在开孔内放入硅压阻式土压力传感器，且测头朝下，保证硅压阻式土压力传感器的接触面与模型桩的桩端底部齐平，串联硅压阻式土压力传感器的铠装光缆通过第四凹槽进入第二凹槽底部，以便铠装光缆出线；在模型桩桩端底部第三凹槽内放入硅压阻式孔隙水压力传感器，且测头朝下，保证硅压阻式孔隙水压力传感器接触面与桩端底部齐平，串联硅压阻式孔隙水压力传感器的屏蔽防水导线进入第三凹槽底部，以便屏蔽防水导线出线；第一凹槽、第二凹槽内的铠装光缆和第三凹槽内的屏蔽防水导线均在距离模型桩顶部30mm出线；(5)、用植筋胶将第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽和第四凹槽全部封装，第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽的封装面与模型桩表面齐平，凹槽封装面与模型桩桩端底部齐平，完成室内模型桩桩身光纤光栅和桩土界面传感器的布设；所述室内模型桩桩身光纤光栅和桩土界面传感器布设装置的主体结构包括模型桩、第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽、开孔、光纤光栅传感器、硅压阻式土压力传感器、硅压阻式孔隙水压力传感器、铠装光缆和屏蔽防水导线；模型桩的外侧壁上均匀开有竖向的第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，第一凹槽内安装有采用铠装光缆串联的光纤光栅传感器，第三凹槽和第三凹槽分别安装有铠装光缆串联的硅压阻式土压力传感器和屏蔽防水导线串联的硅压阻式孔隙水压力传感器；模型桩的底部开有开孔，开孔内安装有测头朝下的硅压阻式土压力传感器，开孔与第二凹槽之间开有第四凹槽，开孔内的硅压阻式土压力传感器采用铠装光缆通过第四凹槽进入第二凹槽，并从模型桩顶部引出；第三凹槽内底部的硅压阻式孔隙水压力传感器测头朝下，串联硅压阻式孔隙水压力传感器的屏蔽防水导线通过第三凹槽后从模型桩顶部引出；所述模型桩采用POM实心圆棒，光纤光栅传感器采用微型光纤光栅应变传感器，直径为1mm，长度为10mm，第一凹槽的深度为6mm，宽度为6mm；硅压阻式土压力传感器和硅压阻式孔隙水压力传感器均采用微型硅压阻式压力传感器，自身封装形式为将硅应变片用玻璃粉直接烧结在金属膜片上构成烧结型压力传感器；硅压阻式土压力传感器的直径为20mm，高度为10mm，铠装光缆的直径为3mm，第二凹槽的深度为15mm，宽度为20mm，第四凹槽的深度为5mm，宽度为3mm；硅压阻式孔隙水压力传感器的直径为6mm，高度为15mm，屏蔽防水导线的直径为5mm，第三凹槽的深度为20mm，宽度为6mm。