[发明专利]一种监测SMW工法内插H型钢变形的光纤测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种岩土工程领域基坑支护结构的测试方法，具体涉及一种监测SMW工法内插H型钢变形的光纤测试方法 。

背景技术

监测SMW工法内插H型钢变形的传统方式是利用测斜仪来监测桩体或桩后土体变形，或者使用应变片，在H型钢的钢板上固定一定数量的应变片。通过对应变计测得数据进行采集和分析，以达到监测的目的。上述几种方法存在一定的局限性：1.传统的测斜测量的方法需要较多的人力，消耗时间长，测斜管易在基坑开挖施工工程中保护不当而导致破坏；2.利用应变计测量桩体变形，应变片粘贴在H型钢，连接引线较多，且容易损坏。3.应变计只能监测H型钢某些点的应变，而不能监测整个H型钢的连续应变。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种监测SMW工法内插H型钢变形的光纤测试方法 。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供一种监测SMW工法内插H型钢变形的光纤测试方法，利用光纤传感器和BOTDR光纤传感监测技术对SMW工法内插H型钢应变进行监测，包含以下步骤：

（1）在H型钢的腹板两侧分别布设第一光纤和第二光纤，所述第一光纤紧贴H型钢腹板一侧与翼缘的连接处，并在H型钢的底部呈U形弯曲，所述第二光纤外部套设有硬管，所述硬管紧贴腹板另一侧与翼缘的连接处，并在H型钢的底部呈U形弯曲；

（3）在粘贴第一光纤和第二光纤的部位涂上一层均匀且有一定厚度的AB胶，再涂一层环氧树脂，环氧树脂的目的是为了利于光纤的安放和固定，将单模光纤安放形成U形回路；

（4）第一光纤和第二光纤两端超出H型钢顶部0.5m-1m，然后在第一光纤和第二光纤的裸露部涂设环氧树脂，接着在端口放一棉花团进行保护； 

（5）在H型钢翼缘与腹板拐角处用钢板焊接，在腹板底端，用角钢焊接；

（6）按照施工工序，将H型钢插入水泥搅拌桩内，浇筑圈梁；

（6）使第一光纤和第二光纤露出圈梁一定长度，且做好标记；

（7）将第一光纤和第二光纤接入BOTDR数据监测仪器，获取相关数据信息。

作为优选，为了便于将光纤粘贴固定在指定位置，所述步骤（1）之前对 H型钢翼缘和腹板的相交处用砂布进行手动除锈或用砂轮机进行动力除锈。

作为优选，为了避免光纤在底部折断，所述步骤（1）中对H型钢底部的第一光纤和第二光纤平滑弯曲。

作为优选，为了避免H型钢插入水泥搅拌桩时由于巨大的摩擦力而导致光纤破坏，所述步骤（5）中钢板、角钢与H型钢焊接形成封闭的腔室。

作为优选，所述第二光纤为温度补偿光纤。

作为优选，所述第一光纤为9/125um单模光纤。

发明原理：在H型钢插入水泥搅拌桩之前，在翼缘和腹板拐角处布设9/125um单模光纤，利用布里渊光时域反射技术（简称BOTDR)测量布设在H型钢上光纤的数据。脉冲激光注入光纤后，与声学声子作用发生布里渊散射，布里渊散射光的频率漂移量与光纤的应变或温度变化有很好的线性关系，依据该线性关系，通过测量光纤中的布里渊频移量就可以实现对光纤应变和温度的测量。

有益效果：本发明的测试方法采用光纤作为监测SMW工法内插H型钢变形的传感器，应用布里渊散射光时域反射测量技术（BOTDR）采集H型钢的变形数据，BOTDR光纤监测技术可以实现光纤应变和温度的测量。本测试方法可用于SMW工法内插H型钢变形的高精度应变监测，具有以下优点：

（1）步骤简单，操作方便，安装方便，易学易用；

（2）测量距离大，分辨率高，可实现温度自补偿功能；

（3）可以获得SMW工法内插H型钢上每一点的变形信息；

（4）用材省，节约资金，性价比良好，有着广阔的发展前景。

除了上面所述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点外，本发明的一种监测SMW工法内插H型钢变形的光纤测试方法所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的优点，将结合附图做出进一步详细的说明。

附图说明

图1是本发明实施例中SMW工法内插H型钢的俯视图；

图2是图1的立面剖面图；

图3是图2的左视图

图中：1 翼缘， 2 腹板， 3 光纤， 4 钢板， 5塑料硬管， 6 角钢， 7 搅拌桩。

具体实施方式

实施例：