BOTDA在桩身位移监测中的应用

桩基一般深埋于地底或水下,属于隐蔽性工程,对桩在各种实况下的行为监测十分困难。结合BOTDA的应用研究,首次将监测数据用以抗滑桩位移的研究推理。通过对桩身应变监测数据的处理,并在假设基础和边界条件上,通过计算模型和数学求解出桩身位移。结果表明:BOTDA对桩身位移监测是可行的。计算模型对变形的确定一定程度上是可行的,并且光纤对于桩身监测是连续性的,测距间隔选取满足计算模型要求,计算结果可信。通过抗滑桩的位移特性可以对滑坡的各种特性做出一定合理的推测。     

h型抗滑桩滑坡治理中的变形特性及内力研究

伴随着高速公路的快速发展,西部山区由于高填深挖诱发大量的大型和特大型工程滑坡,工程治理的难度和费用逐年增加,且传统单排或多排抗滑桩也无法满足很多工程对变形和稳定性的要求,工程师们经过大量工程实践通常采用能抵御大变形和整体结构形式较好的h型抗滑桩。以贵州省沿德高速公路龙家岩特大型滑坡的h型抗滑桩为研究对象,为了深入了解h型在滑坡治理中的变形规律和内力分布特性,采用传统的深部位移测试手段和先进的BOTDA全分布式光纤传感测试技术对h型抗滑桩在滑坡治理全过程中的变形及内力响应进行测试。分别在h抗滑桩的前、后侧桩及连系梁均布设传感光缆,完整地采集了从滑坡治理过程到稳定后的应变,并结合深部位移成果对h型抗滑桩的变形特性及内力进行研究。研究结果表明:h型抗滑桩治理特大型滑坡的效果显著,从监测结果可知h型抗滑桩形成整体后的一段时间内,滑坡变形收敛,边坡趋于稳定,通过监测桩身变形和应变真实反映抗滑桩的变形和内力的传递规律,对h型抗滑桩的理论及其工程应用具有一定的参考价值,也对光纤传感技术在桩体变形监测中的应用具有一定的借鉴作用。     

可用于结构健康监测的BOTDR光纤变形检出特性试验研究

应用BOTDR检测技术对用于结构物健康监测的光纤变形检出特性进行了试验研究,包括光纤锥重拉伸试验和光纤压缩与拉张试验。通过试验,分析了光纤应变区长度对检测结果的影响,确定了光纤应变检测段长度的选择区间,验证了BOTDR检测光纤压应变和张应变的有效性。     

边坡工程分布式光纤监测技术研究

 通过对边坡及其加固工程进行实时、在线监测,可掌握边坡的变形动态,对滑坡进行预警。分布式光纤传感技术与常规监测方法相比具有很大的优越性,如分布式、长距离、实时性和长期稳定性等,可满足加固工程安全监测和滑坡早期预警的要求。对布里渊光时域反射技术(BOTDR)的测量原理和优点进行介绍,设计一套基于BOTDR的新型分布式边坡监测系统,详细阐述工程应用中传感光纤的布设方法、光纤保护和温度补偿技术等。通过将传感光纤按一定的方式布设在加固工程及坡体内,并相互连接构成基于BOTDR的边坡分布式光纤监测系统,进而实现对整个边坡的远程分布式监测。以实际工程为例,对边坡分布式变形监测结果进行分析。结果表明,基于BOTDR技术的边坡分布式光纤监测系统能够准确地反映边坡及加固工程的变形情况,具有显著的优越性,可用于边坡稳定性的监测和预报。     

松散层沉降光纤光栅监测的应变传递及其工程应用

 为了研究深部厚松散层失水沉降变形特征,建立光纤光栅–胶结层–封装材料及传感器封装材料–钻孔封孔材料–松散层的应变传递计算模型。通过对光纤光栅应变与松散层应变的传递分析,指出前人应变传递理论中所推导的公式不适用于松散层监测的应变计算,由此给出钻孔植入光纤光栅传感器的松散层应变传递计算模型,并分析影响松散层应变传递的因素,指出封孔材料弹性模量在8～15 GPa范围内时可以得到较高应变传递率。针对某矿松散层12个层位安装的24个光纤光栅传感器,采用该模型得出92.40～148.69 m范围内松散层变形沉降的应变监测结果。工程实践表明,该煤矿松散层埋深97.56～104.33,141.94～144.88 m处为最易出现压应力集中的区域,这与煤矿的实际情况、采用相关方法监测的结果基本一致。光纤光栅应变传递理论研究对推动光纤传感技术发展及其工程应用具有重要实践意义。     

浅谈分布式光纤岩土工程监测技术

基于布里渊光时域反射计（BOTDR）的工作原理,介绍了光纤测试技术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。实践证明通过该技术,将传感光纤按照一定的工艺粘贴在埋置于土体中的测斜管上,由传感光纤实测的应变分布,可以实现深部土体水平位移的在线监测。     

光纤传感技术在边坡模型试验中的应用

 关于边坡模型的坡体变形监测较为困难,将光纤传感技术应用于边坡模型试验尝试解决这一问题。构建边坡模型进行人工降雨试验,采用光纤布里渊散射光时域反射测量技术(BOTDR)监测坡体变形和光纤光栅(FBG)传感技术监测坡面变形。将BOTDR光纤分层埋入坡体不同位置,以边坡后缘模型箱为固定的参照点,监测坡体内不同位置的应变变化;将光纤光栅传感器铺设在坡面的不同位置,以坡面后缘为固定参照点,监测坡面各位置处位移变化。根据降雨前、降雨过程中及降雨后变形记录资料,得到边坡在降雨作用下的变形规律：在降雨初始一段时间内,边坡并没有明显变形,随着降雨时间的发展,坡体和坡面位移会出现突发性的大幅度增长,并且距坡面较近的土体产生较大的变形,坡体底部变形较小。总体规律是随着坡体深度的增大,坡体变形受降雨入渗的影响越来越不明显,这解释了降雨诱发的均质土坡破坏容易出现在浅层的原因。在坡面上,后缘产生较大位移,而坡体前端位移较小。降雨停止后,部分变形值会变小。试验结果表明,用光纤BOTDR和FBG传感技术监测有众多的优点,且光纤传感技术在岩土模型试验中具有良好的应用价值和前景。     

高速公路边坡抗滑桩加固分析

基于霍永高速公路高边坡处治实践,对抗滑桩加固效果进行分析.根据施工现场调查结果,制定方案采用抗滑桩对边坡进行加固处理.布置测点对表面位移开展监测,分析监测结果得出桩顶位移和坡面位移总变形量均较小,且在抗滑桩完工后得到了有效控制.分析深部位移监测结果,得出随深度增加抗滑桩变形呈现先增大后减小的趋势,监测结束后变形基本趋于...     

BOTDR应变监测技术应用在大型基础工程健康诊断中的可行性研究

基础工程如地下隧道、高架桥、跨江大桥、江河堤防等构筑物具有规模大、工程环境差异性大、实时动态监控和监测精度要求高等特点，因此常规的一些点式监测手段已不能满足大型基础工程健康诊断的监测要求。布里渊散射光时域反射测量技术(BOTDR)是一项新型光电监测技术，它利用布里渊散射光的光谱技术和光时域测量技术，可对沿光纤的轴向应变进行分布式监测。由于BOTDR这一独特功能，它已开始被应用于一些基础工程如隧道、堤防和滑坡工程等的监测。根据作者的实验研究和实际工程的应用，对这一技术应用于大型基础工程健康诊断中的可行性进行了系统分析；并运用已有的研究成果，详细阐述这一技术在实际应用中的相关课题，包括光纤铺设方法、光纤保护、距离分解度、温度和湿度影响、光纤疲劳效应、变形计算和智能监控系统等。研究成果表明，BOTDR技术十分适用于大型基础工程的健康诊断。     

BOTDR分布式光纤传感器及其在结构健康监测中的应用

分布式光纤传感器与传统的传感器相比具有很大的优越性,已经成为传感器领域的研究热点。其中,基于布里渊散射原理的布里渊光时域反射计(BOTDR)是一个重要的发展方向。本文在介绍了BOTDR的测量原理的基础上,设计了一个钢筋的三点弯试验,由BOTDR检测钢筋的上、下表面的应变分布,通过与有限元计算结果的对比,说明了BOTDR可以比较真实地得到结构物的应变分布,将BOTDR用于结构变形的健康监测是完全可行的。     

基于测斜数据的抗滑桩工作状态评价

 在抗滑桩上设置测斜管,对抗滑桩的侧向位移进行监测,然后用测斜数据来反演分析抗滑桩的内力,再与抗滑桩的设计内力相比较,就可以知道抗滑桩的工作状态。抗滑桩的工作状态可分为安全、临界安全、非安全3种状态,安全状态下抗滑桩尚有一定的安全余度;临界安全状态下抗滑桩完全发挥了作用,处于最经济的设计安全余度,需要加强监测,密切关注下一步发展;非安全状态下抗滑桩达不到设计的安全要求,可能出现抗滑桩的破坏,必须加强监测,必要时实施新的加固措施。对工程实际中的抗滑桩进行监测,由测斜数据反演分析可知,抗滑桩处于安全工作状态。     

运用钻孔测斜仪监测滑坡抗滑桩 变形受力状态研究

 通过在大截面钢筋混凝土和钢轨抗滑桩身埋设钻孔测斜管,监测得二类抗滑桩的水平侧向位移。对于大截面钢筋混凝土抗滑桩,视为埋于土内的弹性地基梁,求得其弹性曲线微分方程,进而得出桩身转角、弯矩、剪力、桩前抗力等;对于钢轨抗滑桩,把测斜仪所测横向变形当作钢轨桩的弯曲变形,然后再反算出钢轨桩的弯矩、正应力和抗滑力。最后,将该方法应用于某高速公路韩家垭、0509工点滑坡的抗滑桩变形受力监测,效果良好。     

分布式光纤传感技术在钻孔灌注桩检测中的应用

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、应力检测。尝试将这一技术应用于钻孔灌注桩试桩中桩身轴力分布、侧摩阻力分布及桩端阻力等的检测;研发了一套传感光纤的埋设工艺;提出了一种基于小波分析和移动平均法的BOTDR检测数据频谱处理方法;通过一个工程实例对这一技术应用于钻孔灌注桩检测的可行性进行了论证。研究结果表明:基于BOTDR光纤传感技术的钻孔灌注桩桩基分布式检测是一个十分有效的方法,它与传统的钢筋计、土压力盒等点式检测技术相比,具有分布式、一端检测、不需回路、长距离、耐久性好、成活率高、抗干扰强和与被测物协调性能好等优点,可作为一种新型的分布式桩基检测技术加以推广。     

分布式光纤传感技术在预制桩基桩内力测试中的应用

分布式光纤传感技术具有分布式和长距离检测等特点,且传感光纤极易植入到成型工程构件中,在线形工程构件的监测和检测中具有独特优势。介绍了布里渊光时域反射计(BOTDR)的传感原理及预制桩传感光纤的植入工艺,给出了基于分布式应变模式下桩身变形和内力的分析方法和计算公式,并结合实例对测试误差来源进行了分析。研究表明:采用开槽粘贴布纤的铺设工艺,实现了预制桩分布式光纤应变测试,可获得桩身轴力、侧摩阻力及桩端阻力的分布特征,简化和完善了预制桩的内力测试工作。测试精度可通过设置参比光纤、提高定位精度、完善铺设工艺及滤波去噪等方法进行提高。     

深层水平位移监测技术的实践应用

在深基坑开挖过程中,深层水平位移监测技术借助CX-806D型测斜仪对基坑进行内部位移变化监测,通过对监测信息的分析,对评价基坑的安全,制定进一步的施工策略,实现信息化施工,避免事故的发生有着重要的意义。在基坑支护结构中护坡桩顶(冠梁)水平位移观测及护坡桩体深层水平位移观测都能够直接反映基坑支护结构变形特性,是支护结构安全状况的重要指标。济宁太白路万达广场工程的围护桩体或坑周土体的深层水平位移的监测采用在墙体或土体中预埋测斜管(PVC管)、通过测斜仪(CX-806D)观测各深度处水平位移的方法,监测精度可达到±0.01mm/500mm。利用测斜仪定期对管道的形变情况进行监测,然后通过纵向比较各期的监测数据,就能够得到桩体各深度在监测期间的形变情况,它在及时掌握工程的质量以及保证工程的安全性方面发挥着积极的作用。     

基于蠕变模型的边坡抗滑桩体系变形时效规律数值研究

通过有限元数值软件ABAQUS建立了理想边坡-抗滑桩体系三维数值模型,采用摩尔库伦模型和Drucker-Prager与Singh-Mitchell弹塑蠕变耦合模型对其进行数值计算,具体包括边坡-抗滑桩体系的塑性区、位移、桩身应力应变、桩土接触关系、桩土相互作用的时效规律,并对加桩前后的变形时效规律做对比分析.结果表明:...     

考虑桩侧土体三维效应和地基剪切变形的隧道开挖对邻近桩基影响分析

目前就隧道开挖对桩基变形影响的解析理论研究一般基于Winkler地基模型,较少考虑地基的剪切变形和桩侧土体三维作用效应。基于Pasternak地基模型,首先推导了隧道开挖与邻近桩基相互作用的简化理论解,该解反映了地基剪切变形但未考虑桩侧土体三维作用效应。在此基础上,为反映桩侧土体三维作用效应,将其等效成集中力通过剪切层传递到桩基两侧,推导了体现三维作用效应的群桩反应表达式。将考虑与不考虑桩侧土体三维作用效应的结果进行对比,发现考虑桩侧土体三维作用效应的桩基水平位移和弯矩值更接近监测数据和离心试验数据。此外,还针对群桩影响因素进行了分析。结果表明：土体剪切变形对桩基影响不容忽视,剪切层模量越大,隧道开挖引起的桩身水平位移越小;桩径越大,桩身水平位移越小,桩身弯矩越大;桩基与隧道距离越小,桩基最大水平位移和弯矩值越大。     

一种分析小桩距抗滑桩加固边坡稳定的新方法

讨论了基于塑性变形理论的桩侧极限侧压力计算公式的适用条件,发现当桩距较小时塑性变形理论不适用,由此分析出实际抗滑力与土坡位移有关,即与边坡稳定安全系数有关。建立了小桩距抗滑桩的侧压力计算公式,结合极限平衡条分法推导了小桩距抗滑桩加固边坡时安全系数的计算公式。结合某泵站工程边坡不同的设桩方案进行了计算,研究结果表明,利用抗滑桩加固边坡时,当桩距较小时采用本文的方法进行分析是合理的。     

深基坑支护降水设计及变形监测分析

以兰州红楼广场深基坑工程为背景,通过方案优选,提出上部采用土钉墙、下部采用排桩预应力锚杆联合支护技术,设计了相应的现场监测方案,对该基坑开挖支护过程中桩顶水平位移及周边建筑物沉降进行监测,并对实测数据进行整理分析,得出深基坑开挖过程中桩锚支护结构水平位移及邻近建筑物的沉降规律。结果表明该联合支护体系是一种有效的支护技术,可为类似工程的支护设计提供有益参考。