[实用新型]抗浮锚杆桩试验装置

说明书

本实用新型公开了一种抗浮锚杆桩试验装置，该试验装置包括抗浮锚杆桩、传感组件、温湿度感测系统、数据采集系统、数据传输系统、数据处理与分析系统、监测结果显示系统、加载系统和动力装置；传感组件包括第一应变传感光纤、第二应变传感光纤和温度传感光纤；通过在锚杆桩内开槽布设第一应变传感光纤，在钢筋四周布设第二应变传感光纤和温度传感光纤，利用竖向荷载施加系统对抗浮锚杆桩进行拉拔试验，并利用BOTDA数据采集系统、光纤光栅数据采集系统以及DTS数据采集系统，进而测得抗浮锚杆桩桩身应变及温度信息，以图表形式显示在监测结果显示系统中。本实用新型具有施工布线简单、数据测量精度高、漂移小且防水性好的优点。

技术领域

本实用新型涉及岩土工程领域中的锚杆桩，尤其涉及一种抗浮锚杆桩试验装置。

背景技术

随着城市化进程快速向前推进，地下空间的开发利用不断沿深度发展，对地下工程如何抗浮提出了更高的要求，而抗浮锚杆桩近年来在建筑工程地下抗浮措施中因其独特的性能而得到广泛的应用，但由于岩土体的复杂多变性，使得锚杆在土中的受力情况十分复杂，抗浮锚杆桩锚固能力的计算十分困难。

目前工程中常采用传统静压锚杆桩拉拔试验来测得锚杆桩的粘锚能力，从而研究抗浮锚杆桩的桩身变形。但采用这种传统的百分表以及压力传感器进行监测时，往往存在易受电磁干扰、容易损坏造成监测数据缺失，不能全面获取抗浮锚杆桩拉拔试验特性，难以实现锚杆桩的优化设计和施工。

针对上述抗浮锚杆桩传统试验方法出现的不足之处，采用新的技术和方法来研究抗浮锚杆桩桩身变形对于推广和使用具有重要意义，因此，开发一种抗浮锚杆桩试验装置成为亟需解决的技术问题。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型公开了一种抗浮锚杆桩试验装置，以克服现有技术中易受电磁干扰、不能全面获取抗浮锚杆桩拉拔试验特性的缺点。

技术方案：本实用新型抗浮锚杆桩试验装置包括抗浮锚杆桩、传感组件、温湿度感测系统、数据采集系统、数据传输系统、数据处理与分析系统、监测结果显示系统、加载系统和动力装置；

传感组件包括第一应变传感光纤、第二应变传感光纤和温度传感光纤；第一应变传感光纤布设在锚杆内，第二应变传感光纤与温度传感光纤布设在锚杆四周；

数据采集系统包括BOTDA数据采集系统、光纤光栅数据采集系统和DTS数据采集系统；第一应变传感光纤与光纤光栅数据采集系统连接，第二应变传感光纤与BOTDA数据采集系统连接，温度传感光纤与DTS数据采集系统连接，采集的数据通过数据传输系统传输给数据处理与分析系统；

加载系统包括钢垫板、钢支座、反力梁、钢梁和千斤顶，钢垫板位于锚杆桩上，钢支座固定在钢垫板上，反力梁通过钢梁加固。

抗浮锚杆桩为现浇锚杆桩，利用打桩机器在现场打孔，然后在孔内浇筑混凝土形成锚固体，然后将锚杆沉放到一次注完浆的孔内，然后进行二次注浆，最终形成抗浮锚杆桩。

测得的数据通过数据传输系统传输给数据处理与分析系统，该装置系统的数据传输系统通过信息传输到系统中的云平台中，云平台的数据再利用5G传输到数据处理与分析系统。

本实用新型还包括监测工具箱，该BOTDA数据采集系统、DTS数据采集系统、光纤光栅数据采集系统和温湿度感测系统位于该监测工具箱内。

工作原理：本实用新型抗浮锚杆桩桩身变形监测试验中，通过在抗浮锚杆桩桩身锚杆内部凹槽布设第一应变传感光纤，以及在四周布置第二应变传感光纤和温度传感光纤，利用竖向荷载施加系统对抗浮锚杆桩进行拉拔试验，并利用BOTDA数据采集系统、光纤光栅数据采集系统以及DTS数据采集系统，进而高精度测得抗浮锚杆桩桩身应变及温度。其中的传感技术是以光为载体，光纤为媒介，感知和传输外界信号，可对温度、应变、断点损耗进行实时长期高精度监测。具体试验过程为：