[发明专利]一种深基坑桩墙顶部水平位移测试方法

说明书

本发明提出一种深基坑桩墙顶部水平位移测试方法，包括：将第一光纤光栅串2和第二光纤光栅串3安装于载体两侧；第一光纤光栅串2和第二光纤光栅串3包括多个测点；在被测对象1上选取与端点距离分别为a和b的两点，记为A和B，并设定A和B的初始水平位移为0；当被测对象1发生变形后，获取变形后第一光纤光栅串2测点的中心波长和变形后第二光纤光栅串3测点的中心波长；获取变形后A和B的位移；计算出各测点的位移。本发明有益的效果：本发明设置两组的光纤光栅串，实时量测各界面的压缩应变和拉伸应变，通过外部基准点测试两端点的水平位移，作为位移边界，从而计算出被测对象的挠度，实现了对被测对象的实时监测，确保了工程的安全。

技术领域

本发明涉及光纤光栅传感技术和基坑工程监测技术领域，更确切地说，它涉及一种深基坑桩墙顶部水平位移测试方法。

背景技术

基坑开挖过程中，工程技术人员往往需要了解围护结构深层水平位移大小和桩墙顶部水平位移及其时空演变规律，以确保工程施工的安全性。

深基坑开挖时，围护结构应力调整、周边车辆或临时堆载均会造成桩墙顶部水平位移，反映深基坑围护结构稳定性主要指标，根据GB50911-2013《城市轨道交通工程监测技术规范》、GB50497-2019《建筑基坑工程监测技术标准》规定基坑桩墙顶部水平位移为必测项目。另外软土地基深基坑安全监测实施中，围护结构嵌固深度不足等因素，现场计算围护结构深层水平位移时，一般采用从孔口起算，利用高精度全站仪采用极坐标法、视准线等方法测试桩墙顶部水平位移，用以修正校准围护结构深层各点的水平位移。受到现场场地所限、通视等多种因素影响，采用全站仪测试桩墙顶部水平位移的精度不高，且测试效率较低，因此无法准确获得基坑变形数据，特别是对软土地基基坑围护结构踢脚变形，传统方法无法及时准确的真实地反映基坑是否发生踢脚现象。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提出了一种实施简单、测量精度高、可以实现在线监测的深基坑桩墙顶部水平位移测试方法。

第一方面，提供了一种深基坑桩墙顶部水平位移测试方法，包括：

S1、将第一光纤光栅串2和第二光纤光栅串3关于载体中心线对称地安装于载体两侧，且两根光纤光栅串位于同一水平面上；所述第一光纤光栅串2和所述第二光纤光栅串3均包括多个测点，且第一光纤光栅串2上的测点与第二光纤光栅串3上的测点之间关于载体中心线对称设置；

S2、获取第一光纤光栅串2测点的初始中心波长和第二光纤光栅串3测点的初始中心波长；

S3、在被测对象1上选取与端点距离分别为a和b的两点，记为A和B，并设定A和B的初始水平位移为0；

S4、当载体随被测对象1发生同步变形后，获取变形后第一光纤光栅串2测点的中心波长和变形后第二光纤光栅串3测点的中心波长；

S5、引入外部基准点，通过全站仪测试获取变形后A和B的水平位移V_a1、V_b1；

S6、计算出各测点的应变变化量以及位移。

作为优选，S1中，所述测点为光纤布拉格光栅传感器，测点的中心波长用下式表示：

λ_B＝2n_effΛ

其中，λ_B表示中心波长，n_eff为纤芯等效折射率，Λ为光栅周期。

作为优选，S4中，当受到外界温度、应变作用时，测点的中心波长位移表示为：

Δλ_B＝2Δn_effΛ+2n_effΔΛ

其中，Δλ_B为测点的中心波长位移，Δn_eff为纤芯等效折射率变化，ΔΛ为光栅周期变化。