[发明专利]一种桩基混凝土浇筑的监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土浇筑领域，尤其是涉及一种桩基混凝土浇筑的监测方法。

背景技术

在大型混凝土浇筑过程中温度和应变监测一直是目前需要解决的问题，如何有效检测其凝固过程的温度场和应力场的分布特性，对于混凝土浇筑施工的质量极其重要，提高混凝土的浇筑质量对于后期的运行维护以及安全稳定生产都至关重要。因此，对于城市地下变电站施工中的温度和应力的健康监测同样可以作为一个研究性课题。

20世纪80年代，光纤传感技术在发达国家得到迅速的发展，各种光纤传感器以其独特的技术优势广泛应用于国防、航空航天、工业、交通运输和日常生活等各个领域。在建筑物基础方向上，Baldwin和Woojin Lee等人先后采用光纤传感器对现场桩基试验进行了温度、应变监测，并对监测结果分析了桩的受荷变形、荷载传递等性状。在我国，对光纤光栅传感技术的研究也受到重视，从上世纪70年代末就开始了这方面的研究工作。近年来，光纤传感技术日趋成熟，基于该技术开发的监测仪器不受电磁干扰，耐腐蚀，集成性强，有着良好的精度和稳定性，因而在很大程度上弥补了传统监测技术的不足。光纤传感技术已列入国家重点研究项目，光纤光栅传感技术可广泛应用于各种场合，如桥梁、煤矿、隧道的温度自动报警控制系统，油库、危险品仓库、货轮等的在线动态检测和火灾报警。目前在电力方面，光纤光栅传感器主要运用在智能变电站高压开关柜的内部温度监测，在电力大型工程结构建设中的运用并不多见，同时3D模拟技术在电力行业也很少出现。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种直观形象、安全可靠、实时报警的桩基混凝土浇筑的监测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种桩基混凝土浇筑的监测方法，包括以下步骤：

1)通过设置在混凝土浇筑现场桩基上的光纤光栅传感器实时测量被测桩基的温度和压力的变化，并分别产生温度和压力的光谱波长变化量；

2)通过分析仪解调温度和压力的光谱波长变化量得到温度和压力的变化数据，将此数据传输到计算机监控中心，并通过显示设备显示出来；

3)计算机监控中心根据温度和压力的变化数据，通过有限元软件ANSYS对混凝土浇筑现场待被测桩基建立3D几何模型：

4)将温度和压力的变化数据导入到被测桩基的3D几何模型中，得到被测桩基的温度和压力的3D动态模型：

5)通过被测桩基的温度和压力的变化数据以及温度和压力的3D动态模型对混凝土浇筑现场桩基进行实时监测，并在变化数据超过阈值后报警。

所述的步骤1)中光谱波长变化量计算式为：

ΔλBλB0=(α+ψ)ΔT+(1-neff)ϵ]]>

Δλ_B＝Δλ_B^ΔT+ΔλB^ε＝c_Tλ_B0ΔT+c_ελ_B0ε

其中，Δλ_B是中心波长的变化量；λ_B0为光纤的初始中心波长；ΔT和ε分别是光纤所受温度和应力变化量；n_eff、α和ψ分别是光纤的光弹系数、热膨胀系数和热光系数，Δλ_B^ΔT和Δλ_B^ε分别为温度和应变引起的中心波长漂移量，c_T＝0.78×10^-6με^-1，c_ε＝6.67×10-6℃^-1。