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申请/专利权人：中铁二十二局集团市政工程有限公司

摘要：本发明公开了基于分布式光纤的灌注桩静载试验溶洞识别系统，所述灌注桩顶部安装有荷载模块，所述灌注桩嵌入式安装在地面的深坑内；所所述桩体内嵌入式预埋有轴向光纤和补偿光纤，所述轴向光纤和补偿光纤通过光纤引出线连接至数据收集模块；所述千斤顶安装在桩体顶部，所述荷载控制仪与千斤顶电连接，所述千斤顶顶部设置有主梁，所述主梁上分别安装有次梁和承重板，所述重物放置在承重板上，所述主梁两侧还设置有复数个支墩。本申请的系统能识别岩溶区桩基附近溶洞存在的位置，为溶洞注浆提供了精准的定位；本申请的方法还能识别岩溶区桩基附近溶洞的形状大小，进而能确定了溶洞处理过程中的注浆量。

主权项：1.一种灌注桩静载试验溶洞识别方法，采用基于分布式光纤的灌注桩静载试验溶洞识别系统，其特征在于：基于分布式光纤的灌注桩静载试验溶洞识别系统包括灌注桩、荷载模块，所述灌注桩顶部安装有荷载模块，所述灌注桩嵌入式安装在地面的深坑内；所述灌注桩内设置有桩体、轴向光纤、补偿光纤，所述桩体内嵌入式预埋有轴向光纤和补偿光纤，所述轴向光纤和补偿光纤通过光纤引出线连接至数据收集模块；所述荷载模块包括千斤顶、荷载控制仪、重物，所述千斤顶安装在桩体顶部，所述荷载控制仪与千斤顶电连接，所述千斤顶顶部设置有主梁，所述主梁上分别安装有次梁和承重板，所述重物放置在承重板上，所述主梁两侧还设置有复数个支墩，所述轴向光纤之间还设置有复数个环形径向光纤，环形径向光纤与桩体轴向垂直，轴向光纤将复数个平行设置的环形径向光纤连接在一起；具体步骤如下：第一步，布设，在灌注桩上布设支墩、主梁、次梁和承重板，布置完成后，在承重板上面堆载重物，同时将荷载控制仪点连接至液压型的千斤顶；第二步，数据采集，加载分9级，第一级加载到2000kN，每级以2000kN压力递增，终止荷载为18000kN；待一级加载稳定后，即每小时的沉降不超过0.1mm，并连续出现两次时，通过数据收集模块记录补偿光纤、轴向光纤和环形径向光纤的里渊频移量，可获补偿光纤的温度应变值εT，轴向光纤或环形径向光纤总应变值εc，进而获得结构应变值εi，每次采集10组以上，测试完后继续加下一级荷载；第三步，溶洞判定，溶洞的判别公式如下：为轴向和径向结构应变变化率小于阈值，即式中，εi+1和εi为轴向或径向的第i+1和第i个采样点的结构应变值；ΔL为分布式光纤采样间距，光纤测量的采样间距为0.25m；b为轴向或径向阈值，阈值的取值范围一般不大于0.05，本次轴向阈值取0.05，径向阈值取0.015；若轴向和径向结构应变变化率都分别小于轴向和径向阈值，则判断第i个光纤采样点桩体周边存在溶洞；当轴向结构应变变化率都分别小于轴向阈值时，确定第i个光纤轴向光纤采样点距离地表距离就可以判断出溶洞的距离地表的深度，根据溶洞的距离地表的深度确定在该深度的环形径向光纤，确定第i个光纤径向采样点在箍筋的位置就可以判断出溶洞在灌注桩水平的位置；否则，桩体周边不存在溶洞；第四步，溶洞大小判定，若灌注桩周边存在溶洞，溶洞的高度H可由下式求出： H＝ΔLN-M4式2中，N为满足轴向结构应变变化率小于轴向阈值b的最大的第i个采样点；式3中，M为满足轴向结构应变变化率小于轴向阈值b的最小的第i个采样点；式4中，ΔL为光纤的采样间距，H为溶洞的竖向高度；同理，溶洞水平宽度B可下式求出：B＝ΔLN-M5式5中，B为溶洞的水平宽度；ΔL为光纤的采样间距；N为满足轴向结构应变变化率小于轴向阈值b的最大的第i个采样点；M为满足轴向结构应变变化率小于轴向阈值b的最小的第i个采样点；最终确定灌注桩周边的溶洞高度H和宽度B。

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