[发明专利]一种基于光纤光栅传感技术的软土地基沉降传感器的使用方法

摘要

一种基于光纤光栅传感技术的软土地基沉降传感器，包括测沉降管、测斜管、不锈钢板、光纤光栅敏感元件、光缆及光纤光栅解调仪，其中，测沉降管与测斜管相互垂直连接埋设在软土地基内，并在测沉降管与测斜管内壁分别开有用于固定多块不锈钢板的十字槽口，不锈钢板厚度与十字槽口宽度一致；且不锈钢板上焊接有多个光纤光栅敏感元件，光纤光栅敏感元件通过光缆与光纤光栅解调仪连接；同时在测沉降管上部安装有钢板。本发明采用光纤光栅为传感元件，充分利用光纤光栅传感材料的优越性，便于形成监测网络，以实现对软基整个横断面沉降和软土体内变形的实时在线监控，具有灵敏度高、抗干扰性强、能够自动获取数据、耐水性好、使用寿命长优点。

主权项

1.一种基于光纤光栅传感技术的软土地基沉降传感器的使用方法，基于光纤光栅传感技术的软土地基沉降传感器包括测沉降管、测斜管、不锈钢板、光纤光栅敏感元件、光缆及光纤光栅解调仪，其特征在于，测沉降管与测斜管相互垂直连接埋设在软土地基内，测沉降管与测斜管相互垂直连接处设置有合页，测沉降管沿软土地基的路基横断面布设，并在测沉降管与测斜管内壁分别开有用于固定多块不锈钢板的十字槽口，不锈钢板厚度与十字槽口宽度一致；且不锈钢板上焊接有多个光纤光栅敏感元件，光纤光栅敏感元件通过光缆与光纤光栅解调仪连接；同时在测沉降管上部安装有钢板；现场安装时，首先安装测斜管，测斜管底部要求埋设至软土地基硬土层中1m以上，以确保测斜管下侧不发生位移；并将光纤光栅传感元件焊接在不锈钢板上，每块不锈钢板通过连接钢板连接固定，而不锈钢板上的光纤光栅传感元件通过光缆串联，随后将不锈钢板插入测斜管的十字槽口；采用钻孔设备定位钻孔，待钻孔达到设计标高，再将套有套筒的测斜管放入所钻孔内，同时将测斜管内的十字槽口与岩土体趋势方向垂直或平行；再次安装测沉降管，测沉降管埋设在软土地基表层中，先将用于置入测沉降管内的不锈钢板通过连接钢板连接固定，光纤光栅传感元件焊接在不锈钢板上，并将不锈钢板上的光纤光栅传感元件通过光缆串联，随后将不锈钢板放入测沉降管内，在放置时对准测沉降管的十字槽口，且测沉降管内的不锈钢板处于同一水平线上，再将保护罩分别罩在测斜管上部、测沉降管两端；在测斜管与测沉降管的连接处安装合页，光缆穿过合页与光纤光栅解调仪连接，最后在测沉降管上部每隔一定距离安放一块钢板；当软土地基发生沉降变形时，土体将向下挤压测沉降管、向左挤压测斜管，此时，测沉降管、测斜管与土体一起发生变形，而安装在测沉降管与测斜管内的不锈钢板也随之发生变形，故认定软土地基内发生的变形与不锈钢板发生的变形具有一致性，通过梁的弯曲理论，利用差分计算法，推导出每个光纤光栅敏感元件测点的应变值和与挠度值之间的关系，再利用光纤光栅解调仪测出各个测点的表面应变值，从而算出每个光纤光栅敏感元件测点的挠度值，即可知软土地基的沉降。