一种桩基混凝土浇筑的监测方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及混凝±诱筑领域，尤其是设及一种粧基混凝±诱筑的监测方法。
【背景技术】
[0002] 在大型混凝±诱筑过程中温度和应变监测一直是目前需要解决的问题，如何有效 检测其凝固过程的温度场和应力场的分布特性，对于混凝±诱筑施工的质量极其重要，提 高混凝±的诱筑质量对于后期的运行维护W及安全稳定生产都至关重要。因此，对于城市 地下变电站施工中的温度和应力的健康监测同样可W作为一个研究性课题。
[0003] 20世纪80年代，光纤传感技术在发达国家得到迅速的发展，各种光纤传感器W其 独特的技术优势广泛应用于国防、航空航天、工业、交通运输和日常生活等各个领域。在建 筑物基础方向上，Baldwin和Woojin Lee等人先后采用光纤传感器对现场粧基试验进行了 温度、应变监测，并对监测结果分析了粧的受荷变形、荷载传递等性状。在我国，对光纤光栅 传感技术的研究也受到重视，从上世纪70年代末就开始了该方面的研究工作。近年来，光 纤传感技术日趋成熟，基于该技术开发的监测仪器不受电磁干扰，耐腐蚀，集成性强，有着 良好的精度和稳定性，因而在很大程度上弥补了传统监测技术的不足。光纤传感技术已列 入国家重点研究项目，光纤光栅传感技术可广泛应用于各种场合，如桥梁、煤矿、隧道的温 度自动报警控制系统，油库、危险品仓库、货轮等的在线动态检测和火灾报警。目前在电力 方面，光纤光栅传感器主要运用在智能变电站高压开关柜的内部温度监测，在电力大型工 程结构建设中的运用并不多见，同时3D模拟技术在电力行业也很少出现。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种直观形象、安全 可靠、实时报警的粧基混凝±诱筑的监测方法。
[0005] 本发明的目的可W通过W下技术方案来实现：
[0006] 一种粧基混凝±诱筑的监测方法，包括W下步骤：
[0007] 1)通过设置在混凝±诱筑现场粧基上的光纤光栅传感器实时测量被测粧基的温 度和压力的变化，并分别产生温度和压力的光谱波长变化量；
[000引 2)通过分析仪解调温度和压力的光谱波长变化量得到温度和压力的变化数据，将 此数据传输到计算机监控中屯、，并通过显示设备显示出来；
[0009] 3)计算机监控中屯、根据温度和压力的变化数据，通过有限元软件ANSYS对混凝± 诱筑现场待被测粧基建立3D几何模型：
[0010] 4)将温度和压力的变化数据导入到被测粧基的3D几何模型中，得到被测粧基的 温度和压力的3D动态模型：
[0011] W通过被测粧基的温度和压力的变化数据W及温度和压力的3D动态模型对混凝 ±诱筑现场粧基进行实时监测，并在变化数据超过阔值后报警。
[0012] 所述的步骤1)中光谱波长变化量计算式为：
[001 引
【主权项】
1. 一种粧基混凝土浇筑的监测方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 通过设置在混凝土浇筑现场粧基上的光纤光栅传感器实时测量被测粧基的温度和 压力的变化，并分别产生温度和压力的光谱波长变化量； 2) 通过分析仪解调温度和压力的光谱波长变化量得到温度和压力的变化数据，将此数 据传输到计算机监控中心，并通过显示设备显示出来； 3) 计算机监控中心根据温度和压力的变化数据，通过有限元软件ANSYS对混凝土浇筑 现场待被测粧基建立3D几何模型； 4) 将温度和压力的变化数据导入到被测粧基的3D几何模型中，得到被测粧基的温度 和压力的3D动态模型； 5) 通过被测粧基的温度和压力的变化数据以及温度和压力的3D动态模型对混凝土浇 筑现场粧基进行实时监测，并在变化数据超过阈值后报警。
2. 根据权利要求1所述的一种粧基混凝土浇筑的监测方法，其特征在于，所述的步骤 1)中光谱波长变化量计算式为：
其中，△λB是中心波长的变化量；λΒ(ι为光纤的初始中心波长；ΛΤ和ε分别是光 纤所受温度和应力变化量；nrff、α和Φ分别是光纤的光弹系数、热膨胀系数和热光系数， Λ λ/τ和Λ λ B '分别为温度和应变引起的中心波长漂移量，cT=0. 78Χ KT6 μ f1，Ce = 6. 67X10-6°C ―1。
3. 根据权利要求1所述的一种粧基混凝土浇筑的监测方法，其特征在于，所述的步骤 3) 具体包括以下步骤： 31) 根据实际监测粧基的大小，在有限元分析软件Ansys设计被测粧基的3D尺寸； 32) 在有限元分析软件Ansys中的Geometry模块内，根据现场被测粧基混凝土密度、初 始热负荷条件以及热交换方式，分别生成被测粧基温度场和应力场的3D几何模型。
4. 根据权利要求1所述的一种粧基混凝土浇筑的监测方法，其特征在于，所述的步骤 4) 具体包括以下步骤： 41) 获取被测粧基上的光纤光栅传感器的具体位置，并在3D几何模型中标注出来； 42) 根据标注出来的光纤光栅传感器位置，将被测粧基温度和压力的变化数据作为载 荷添加到3D几何模型的对应位置上； 43) 实时更新被测粧基的温度和压力的变化数据，重复步骤42)得到被测粧基的温度 和压力的动态3D数据模型。
5. 根据权利要求1所述的一种粧基混凝土浇筑的监测方法，其特征在于，所述的分析 仪为FBG分析解调仪。
6. 根据权利要求1所述的一种粧基混凝土浇筑的监测方法，其特征在于，所述的光纤 光栅传感器包括光纤光栅温度传感器和光纤光栅应变传感器。
【专利摘要】本发明涉及一种桩基混凝土浇筑的监测方法，包括以下步骤：1)通过光纤光栅传感器实时测量被测桩基的温度和压力的变化，并分别产生温度和压力的光谱波长变化量；2)通过分析仪解调温度和压力的光谱波长变化量得到温度和压力的变化数据，将此数据传输到计算机监控中心，并通过显示设备显示出来；3)计算机通过有限元软件ANSYS对混凝土浇筑现场待被测桩基建立3D几何模型；4)将温度和压力的变化数据导入到被测桩基的3D几何模型中，得到被测桩基的温度和压力的3D动态模型；5)通过被测桩基的温度和压力的变化数据以及温度和压力的3D动态模型对混凝土浇筑现场桩基进行实时监测。与现有技术相比，本发明具有直观形象、安全可靠、实时报警等优点。
【IPC分类】E02D33-00
【公开号】CN104532883
【申请号】CN201410709205
【发明人】郑思国, 刘刚, 朱凯
【申请人】国网上海市电力公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年11月28日