›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (S2): 695-702.

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FBG-BOTDA联合感测管桩击入土层模型试验研究

朱友群1, 2,朱鸿鹄1,孙义杰1,施 斌1   

  1. 1.南京大学 地球科学与工程学院,南京 210093;2.无锡山水城规划建设局,江苏 无锡 214000
  • 收稿日期:2014-02-09 出版日期:2014-10-31 发布日期:2014-11-12
  • 作者简介:朱友群,男,1981年生,博士,主要从事建设工程的管理工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金重点项目(No. 41230636);国家科技支撑计划(No. 2012BAK10B05)。

Model experiment study of pipe pile driving into soil using FBG-BOTDA sensing monitoring technology

ZHU You-qun1, 2, Zhu Hong-hu1, SUN Yi-jie1, SHI Bin1   

  1. 1. School of Earth Science and Engineering Nanjing University, Nanjing 210093, China; 2. Wuxi Landscape City Planning and Construction Bureau, Wuxi, Jiangsu 214000, China
  • Received:2014-02-09 Online:2014-10-31 Published:2014-11-12

摘要: 管桩施工过程中常出现桩身裂缝、爆桩等病害。将具有实时动态监测功能的布拉格光纤光栅(FBG)准分布式光纤传感监测技术和具有分布式监测功能的布里渊散射光时域分析技术(BOTDA)联合应用到管桩打入过程中的监测,提出了分布式光纤传感技术数据处理方法,设计了管桩打入过程的模型试验。试验结果表明,FBG传感技术能够较好地动态监测打入过程中桩身应变变化特征,反映桩身不同部位随不同深度应变变化规律;BOTDA分布式光纤传感技术能够较好地监测管桩在打入过程中暂停(接管)状态下桩身应变变化特征;根据应变变化分析管桩受偏心荷载程度,分析管桩是否出现裂缝、破坏等病害,研究管桩打入过程中桩土作用规律。试验结果还表明,FBG联合BOTDA光纤监测技术在管桩打入过程中监测管桩质量具有广阔的技术优势和应用前景。

关键词: 打桩, 布拉格光纤光栅(FBG), 布里渊散射光时域分析技术(BOTDA), 分布式监测, 数据处理

Abstract: In the construction process of pipe pile, the pile blasting or crack diseases often appears. The real-time dynamic sensing monitoring technology of quasi-distributed fiber Bragg gratting(FBG) and distributed sensing monitoring technology of Brillouin optical time domain analysis(BOTDA) are applied to pile driving into soil layer monitoring. The data processing method of distributed optical fiber sensing(DOFS) technology is proposed; the pile driving processing model experiment was designed. The experiment results show that: the FBG sensor can be well used to dynamically monitor the strain variation characters in the process of pile driving; it also can reflect the strain variation rules in pile different parts varied with soil depth; BOTDA distributed optical fiber sensor can monitor the pipe pile body strain variation characteristics during pile adaption (suspended) when driving; according to the strain changes, it can be used to analyze the eccentric loading level and estimate whether the pile cracks and fails, etc; research on the pile-soil interaction rules in the process of driving. The experiment results also show that: the combination of FBG and BOTDA optical fiber sensing monitoring technology in the monitoring quality of piles driving into soil layers has the more advantage; the combined technology has wide application prospect.

Key words: pile driving, fiber Bragg gratting(FBG), Brillouin optical time domain analysis (BOTDA), distributed monitoring, data processing

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