[发明专利]基于光纤感测技术的受力杆件压缩和拉伸变形的监测方法

说明书

本发明公开了一种于光纤感测技术的受力杆件压缩和拉伸变形的监测方法，包括以下步骤：据基坑围护结构中待测区域内支撑杆件的类型选择不同的感测光缆进行安装，即准分布式钢筋应力感测光缆或准分布式光纤光栅应变感测光缆，上述感测光缆与FBG解调仪相连接；FBG解调仪发出宽带光信号传输到感测光缆上并反射出一组不同波长的窄带光；当感测光缆随支撑杆件变化时，导致感测光缆的谐振波长漂移，经过FBG解调仪对反射的窄带光的波长进行识别，监测出窄带光的波长变化，以判定支撑杆件是发生拉伸变形还是压缩变形。本发明的优点是：相比于传统的点式监测法，利用光纤传感技术实现了准分布式监测，测量的方便度、灵敏度与精度得到了大幅提升。

技术领域

本发明属于自动化监测技术领域，具体涉及一种基于光纤感测技术的受力杆件压缩和拉伸变形的监测方法。

背景技术

目前基坑施工中，基坑边坡失稳造成的坍塌可能引发基坑及周边建筑设施的重大安全风险或事故。目前对基坑施工过程中的监测，多采用人工现场测量，通过全转仪、水准仪、读数仪等仪器，对施工现场进行监测，该方式往往需要花费技术人员大量的时间，导致无法快速获取数据，采用人工监测，其往往监测覆盖密度较小，无法满足预警的要求，并且无法保证测量人员的人身安全。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种基于光纤感测技术的受力杆件压缩和拉伸变形的监测方法，该监测方法通过在支撑杆件上布置准分布式钢筋应力感测光缆和/或所述准分布式光纤光栅应变感测光缆进行监测，从而监测判定支撑杆件是发生压缩还是拉伸变形。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种基于光纤感测技术的受力杆件压缩和拉伸变形的监测方法，其特征在于所述监测方法包括以下步骤：

（1）确定基坑围护结构中的待测区域；

（2）根据所述待测区域中的支撑杆件类型选择不同的安装方式：若所述支撑杆件为混凝土支撑，则沿所述混凝土支撑轴向布置准分布式钢筋应力感测光缆；若所述支撑杆件为钢支撑，则沿所述钢支撑轴向布置准分布式光纤光栅应变感测光缆；所述准分布式钢筋应力感测光缆和/或所述准分布式光纤光栅应变感测光缆的光纤引线与FBG解调仪相连接；

（3）所述FBG解调仪发出宽带光信号传输到所述准分布式钢筋应力感测光缆和/或所述准分布式光纤光栅应变感测光缆上并反射出一组不同波长的窄带光；

（4）当所述准分布式钢筋应力感测光缆和/或所述准分布式光纤光栅应变感测光缆随所述支撑杆件变化时，导致所述准分布式钢筋应力感测光缆和/或所述准分布式光纤光栅应变感测光缆的谐振波长漂移，经过所述FBG解调仪对反射的所述窄带光的波长进行识别，监测出所述窄带光的波长变化，以获得所述支撑杆件的应力变化；

（5）当所述准分布式钢筋应力感测光缆和/或所述准分布式光纤光栅应变感测光缆上的应力数值变大时，则说明所述支撑杆件上的对应位置发生拉伸变形；当所述准分布式钢筋应力感测光缆和/或所述准分布式光纤光栅应变感测光缆上的应力数值变小时，则说明所述支撑杆件上的对应位置发生压缩变形。

所述准分布式钢筋应力感测光缆包括若干沿所述混凝土支撑轴向间隔分布的钢筋应力计，各所述钢筋应力计经光纤串联；所述FBG解调仪对反射的所述窄带光的波长进行识别时，确定反射的所述窄带光所对应的所述钢筋应力计位置。

所述准分布式钢筋应变感测光缆布置于所述混凝土支撑内两根对称设置的主筋上，并在两根所述主筋上呈U型去回路分布。

所述准分布式光纤光栅应变感测光缆包括若干沿所述钢支撑轴向间隔分布的应变监测单元，各所述应变监测单元经光纤串联；所述FBG解调仪对反射的所述窄带光的波长进行识别时，确定反射的所述窄带光所对应的所述应变监测单元的位置。