[发明专利]桩网结构土工格栅挠度分布的测试装置和方法

权利要求书

1.一种桩网结构土工格栅挠度分布的测试装置，其特征在于：包括单模单芯裸光纤(2)、单模单芯铠装光纤(3)和热缩套管(6)，单模单芯裸光纤(2)中部外包裹有环氧树脂(5)，单模单芯裸光纤(2)通过防水胶带(4)沿直线固定平行绑在土工格栅肋条(1)上，单模单芯裸光纤(2)的两端经单模单芯铠装光纤(3)分别连接到光纳仪(7)的两端，单模单芯裸光纤(2)的两端与单模单芯铠装光纤(3)连接处套有热缩套管(6)。

2.根据权利要求1所述的一种桩网结构土工格栅挠度分布的测试装置，其特征在于：所述的单模单芯裸光纤(2)固定在位于桩帽中间的土工格栅肋条(1)上。

3.根据权利要求1所述的一种桩网结构土工格栅挠度分布的测试装置，其特征在于：所述的光纳仪(7)采用基于PPP-BOTDA的光纳仪。

4.用于实施权利要求1～3任一所述装置的一种桩网结构土工格栅挠度分布的测试方法，其特征在于：

1)安装固定：将所述装置固定安装在桩帽上的土工格栅肋条(1)上；

2)对光纤的标定：对于任意一段土工格栅肋条(1)上的单模单芯裸光纤(2)，在恒温室内的环境下用万能试验机进行标定，得到土工格栅肋条应变的分布式光纤布里渊频率标定系数；

3)现场测试：将步骤1)所述安装完成的土工格栅埋入土中，通过测量布里渊频率转化为应变分布，再计算得到土工格栅挠度分布。

5.根据权利要求3所述的一种桩网结构土工格栅挠度分布的测试方法，其特征在：所述的步骤1)具体包括：

1.1)用防水胶带(4)将单模单芯裸光纤(2)沿直线平行固定绑在位于桩帽中间的土工格栅肋条(1)上，使得单模单芯裸光纤(2)与土工格栅肋条(1)协调变形；

1.2)将两根单模单芯铠装光纤(3)的一端熔接在单模单芯裸光纤(2)的两端，用热缩套管(6)保护熔接点；

1.3)将两根单模单芯铠装光纤(3)的另一端分别连接到光纳仪(7)的两端；

1.4)将环氧树脂(5)均匀涂抹在固定有单膜单芯裸光纤(2)的土工格栅肋条(1)表面；

1.5)待环氧树脂静置24小时后固化，完成单模单芯裸光纤的安装。

6.根据权利要求3所述的一种桩网结构土工格栅挠度分布的测试方法，其特征在：所述的步骤3)具体包括：

3.1)将步骤1)所述安装完成的土工格栅埋入土中，采集光纤数据获得布里渊频率初值v_B0；

3.2)将采集得到的各时刻的光纤布里渊频率v_Bt与光纤布里渊频率初值v_B0相减，得到裸光纤布里渊频率变化值Δv_B；

3.3)再利用单模单芯铠装光纤(3)的布里渊频率变化值对步骤3.2)得到的裸光纤布里渊频率变化值Δv_B进行温度补偿，得到温度补偿后的裸光纤布里渊频率差值为Δv′_B；

3.4)根据所述步骤2)标定得到的土工格栅肋条应变的分布式光纤布里渊频率标定系数将裸光纤布里渊频率差值Δv′_B转换成为应变，得到土工格栅的应变分布；

3.5)对土工格栅的应变分布进行计算得到土工格栅挠度分布。