CN100353141C - 测量土钉与桩的长度与质量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种测量土钉与桩的长度与质量的方法，包括以下步骤：在感测光纤上设置多个传感器；将感测光纤沿轴向嵌置在被测桩或土钉中，其中，感测光纤的布置长度与所述桩或土钉的长度相同；将感测光纤分别与光源和反射波接收装置相连接；将反射波接收装置与数据收集记录器、数据处理电路依次连接；使用加载装置在暴露在外面的土钉或桩的头部施加轴向负荷；由反射波接收装置得到用于计算传感器在轴向负荷的作用下的应变(或局部两点长度变化)的物理量；数据处理电路利用所述物理量得到土钉或桩的应变分布、长度与质量。本发明能够广泛适用于对各种类型的土钉或桩的长度与质量的测量，并且具有可靠性高、成本低、抗电磁干扰、抗腐蚀以及便于使用的优点。

Description

测量土钉与桩的长度与质量的方法

技术领域

本发明涉及土木工程领域，尤其涉及采用光纤测量装置测量土钉与桩的长度与质量的方法。

背景技术

桩与土钉为土木工程中的重要结构。桩用于支持建筑物、桥等的上部构造，其有不同的类型：如H型钢桩和直径为1米到3米的钻孔灌注混凝土桩。土钉用于稳定低标准的土壤斜坡。土钉构建为，在土壤斜坡上在一具有100毫米直径的预钻孔的中部放置入一根钢筋或其它细长杆材料，并沿孔全长灌水泥浆。土钉就像一个直径大约为100毫米并且长度为5米到30米的苗条的桩。

桩与土钉一般埋在土壤或岩石中，因此难以在地下检查它们的实际长度与质量(缺陷)。在建筑产业中存在着许多或者短或者有缺陷的桩与土钉。如果这些桩与土钉不能及时发现，将会对生命与财产造成极大的损失。如果能及时发现这些缺陷，可以及时更换或加强这些桩与土钉从而避免损失。

现有的测量土钉与桩的长度与质量的技术具有很多局限，如：(1)基于应力波传播理论的无损技术，难以测量较长和/或具有连接点的桩/土钉的长度，这是因为对于较长的桩/土钉，反射波会太弱并会与来自连接点与周围土壤的反射波混合，因此这种技术的应用性与可靠性较差；(2)超声扫描法则造价太高，并且在一个桩上至少需要预装两个(一般是四个)直径为40毫米到100毫米的塑料套管或钢套管；另外，根本不可能为直径仅为100毫米的土钉安装两个塑料套管，因此这种技术根本不适用于土钉，而对桩而言，成本又太高；(3)混凝土钻心法(concrete coring method)对于混凝土桩较为可靠，但是价格昂贵。此外，这种钻心法不适用于直径仅为100毫米的土钉。因此，需要一种成本低、适用性强的可实时监控位于地下的桩与土钉的长度与质量的方法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的弊端，本发明提供一种能够广泛适用于对各种类型的土钉或桩的长度与质量的测量的方法。本发明的目的还在于提供一种可靠性高、成本低、抗电磁干扰、抗腐蚀以及便于使用的测量土钉与桩的长度与质量的方法。

为达上述目的，本发明测量土钉与桩的长度与质量的方法包括以下步骤：

步骤S1：在感测光纤上设置多个传感器；

步骤S2：将具有所述多个传感器的所述感测光纤沿轴向嵌置在被测桩或土钉中，其中，所述感测光纤的布置长度与所述桩或土钉的长度相同；

步骤S3：将所述感测光纤分别与光源和反射波接收装置相连接，使所述光纤接收来自所述光源的入射光，并将所述入射光反射到所述反射波接收装置中；

步骤S4：将所述反射波接收装置与数据收集记录器(datalogger)、数据处理电路依次连接；

步骤S5：使用加载装置在暴露在外面的所述土钉或桩的头部施加轴向力荷载；

步骤S6：由所述反射波接收装置得到用于计算所述传感器在所述轴向力荷载的作用下的应变(或长度变化)的物理量；

步骤S7：所述数据处理电路利用所述物理量得到所述土钉或桩的应变分布、长度与质量。

概括地讲，在步骤S1～S5中，是将光纤测量装置嵌入桩或土钉里，使用加载设备施加轴向力荷载到暴露在外面的土钉或桩的头部，利用光学与力学原理，来感测桩或土钉在轴向负荷作用下的长度变化。而在步骤S6中，则由反射波接收装置将光纤测量装置所感测到土钉或桩的长度变化转换为可以用来测量应变的物理量。最后在步骤S7中，由数据处理电路根据该物理量计算出被测土钉或桩的应变分布、长度、质量。

其中，本发明感测土钉或桩的长度变化，并将长度变化转换为可以用来测量应变的物理量的方式有两种。

第一种方式是：在所述步骤S1中，通过在所述感测光纤的预定位置设置多个反射标志器，由相邻的两个反射标志器之间的感测光纤段限定一个所述传感器，来得到所述多个传感器。所述步骤S3中的所述光源为宽带低相干光源，所述反射波接收装置为扫描式干涉仪，并且，所述宽带低相干光源的相干涉长度远远小于所述多个传感器每个的长度，所述扫描式干涉仪具有可与各个所述传感器的光路长度基本相匹配的光程差，所述多个传感器每个的长度略有不同，从而使得对应于不同传感器的干涉峰不会同时出现在所述扫描式干涉仪中的同一位置。这种测量系统称为低相干干涉仪(LCI)。在所述步骤S6中，通过调整所述扫描式干涉仪中的扫描镜的位置，得到所述传感器的两端的反射标志器所反射的反射波的干涉峰的模拟位置光信号，接着，所述模拟位置光信号经过电转换(光电探测器detector)后，转换为电信号，用于计算所述传感器两端反射标志器之间的长度变化  (由此可计出两反射标志器之间的平均应变)。在所述步骤S7中，所述数据收集记录器将所述干涉峰的模拟位置电信号转换为数字位置数据输出到所述数据处理电路中，所述数据处理电路根据所述数字位置数据，计算出所述土钉或桩的应变、长度与质量。关于这种方式更详细的内容，请参见“具体实施方式”中结合图2的说明。

第二种方式是：在所述步骤S1中，通过将所述感测光纤分为长度基本相等的光纤段，并在各个光纤段上设置具有互不相同的布拉格波长的光栅，来形成多个光纤布拉格(FBG)传感器。所述步骤S3中的所述光源为宽带光源，所述反射波接收装置为FBG查询仪。在所述步骤S6中，使用所述FBG查询仪得到所述FBG传感器的布拉格波长。在所述步骤S7中，所述数据收集记录器将所述布拉格波长的模拟信号转换为数字数据输出到所述数据处理电路中，所述数据处理电路根据所述数字数据，计算出所述土钉或桩的应变分布、长度与质量。

其中，将所述感测光纤与被测土钉或桩结合的方式有多种，如：将所述感测光纤与保护性涂层与缆索相结合后嵌置在所述桩或土钉中；将所述感测光纤固定地置于塑料或钢制的管中后，沿轴向布置嵌置在所述桩或土钉中。并且，所述感测光纤位于所述土钉或桩的一侧、内部或者表面中任一位置。

本发明的方法中使用的光纤测量装置、反射波接收装置、数据收集记录器与加载设备，均是为了本发明的目的而专门设计并生产。

本发明的测量系统的光学设置基本上为一个准分布长度测量系统，其具有从10米到70米长的全面的测量范围，以及从几厘米到几十厘米的空间分辨率。由于土钉与桩一般在5米到30米长的范围内，因此本发明的测量系统可以广泛适用于对各种类型的土钉或桩的长度与质量的测量。此外，本发明还具有可靠性高、成本低、抗电磁干扰、抗腐蚀以及便于使用的优点。

附图说明

图1为本发明的测量桩或土钉在轴向力荷载作用下的长度变化，从而得知应变分布，总长度和质量的方法的整体设置示意图，其以斜坡中的土钉为例，示出了LCI或FBG光纤传感器、轴向拉出力F、线形摩擦力分布、以及典型的纵向段ΔL；

图2为本发明的感测桩或土钉在轴向力荷载作用下的长度变化，并将该长度变化转换为可以计算应变的物理量的第一种方式，即LCI传感器，其中图2(a)为整体设置图，图2(b)为光电探测器输出作为扫描镜位置的函数的示意图；

图3为本发明测量桩或土钉在轴向力荷载作用下的长度变化，并将该长度变化转换为可以计算应变的物理量的第二种方式，即FBG传感器，其中图3(a)为整体设置图，图3(b)为反射波的功率波谱(P-λ)示意图，图3(c)为光源的输出光谱；

图4为图3所示的方法中使用FBG传感器的准分布长度测量系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的方法总的测量步骤是：

第一步骤，基于力学与光学原理来感测嵌置在被测土钉或桩中的光纤传感器在轴向力荷载作用下的长度的变化，并将其转换成可以计算光纤传感器的应变的物理量；

第二步骤，根据所得到的可以计算光纤传感器的应变的物理量，计算光纤传感器的应变、长度；

第三步骤，根据所测得的土钉或桩的应变，可得知沿土钉或桩的轴向应变分布，计算出被测土钉或桩的质量。

其中，第一步骤、第二步骤通过两种方式实现，其构成与使用的光学原理如下：

(a)通过在感测光纤的预定位置处设置多个反射标志器，将相邻的两个反射标志器之间的光纤段定义为一个光纤传感器，并将该感测光纤与宽带低相干光源与扫描干涉仪连接，来形成基于低相干干涉(LCI)原理的多段离散距离测量装置(参见图2)。

在上述方式中，桩或土钉的长度变化被转换为每个光纤传感器的长度变化，当有宽带低相干光入射时，就转换为每个光纤传感器两端的反射标志器所反射的反射波的光程的变化。该反射波被扫描式干涉仪接收后，就转换为干涉峰的位置的变化。即，在LCI法时，根据从LCI返回的相干光信号，先计算出光纤传感器的当前长度(即被测土钉或桩的当前长度)，再使用当前长度计算出光纤传感器的应变(即被测土钉或桩的应变)。

(b)通过在感测光纤上设置多个串联的光纤布拉格光栅(FBG)，并将该感测光纤与宽带光源与FBG查询仪连接，来形成基于宽带光源的多点FBG传感器的距离测量装置(参见图3)。

在上述方式中，桩或土钉的长度变化被转换为每个光纤传感器的沿轴向的应变，当有宽带光入射时，就转换为每个光纤传感器的布拉格光栅所反射的反射波的布拉格波长的变化。该反射波被FBG查询仪接收后，就可以得到用来计算出每个光纤传感器的应变的布拉格波长。即，在FBG法时，根据从FBG中得到的布拉格波长，先计算出光纤传感器的应变(即被测土钉或桩的应变)，再使用所得到的应变计算出光纤传感器的当前长度(即被测土钉或桩的当前长度。

下面是对本发明优选实施例的具体描述。

首先，请参见图1，为本发明的测量桩或土钉在轴向力荷载作用下的长度变化的方法的整体设置示意图，其以斜坡中的土钉为例，示出了LCI或FBG光纤传感器、轴向拉出力F、线形摩擦力分布、以及典型的纵向段ΔL。

将光纤测量装置嵌入桩或土钉的方式可以是，将感测光纤(LCI传感器或FBG传感器)与保护性涂层与缆索(cable)(套管)结合，然后将其沿轴向嵌入到土钉或桩。该受保护的感测光纤既可以粘着在土钉或钻孔混凝土桩中钢筋的一侧，也可以固置于钢管(pipe)/H型桩的表面上。

可选择的，也可将感测光纤可以放置并固定在小的塑料/钢管(tube)中，然后，将该塑料/钢管(tube)放入钻孔中，通过混凝土(浆)浇灌而形成混凝土桩或水泥土钉。这样，有感测光纤的塑料/钢管(tube)与混凝土桩或水泥土钉形成一体。

但是，无论使用哪种将感测光纤嵌入土钉或桩的方法，均需满足所安装的感测光纤长度要与桩和土钉的长度相同的条件。

促使土钉或桩发生应变或者说长度发生变化的加载装置是专门设计的，用于在暴露在外面的土钉或桩的头部施加轴向力荷载F。在加载过程中，就会产生土钉或桩的轴向应变或者说长度就会发生变化。

下面请参见图2(a)与图2(b)，为本发明的感测桩或土钉在轴向力荷载作用下的长度变化，并将该长度变化转换为可以计算被测土钉或桩的长度、应变的物理量的第一种方式，其采用基于宽带光源的低相干干涉(LCI)原理的多段离散距离测量装置。

如图2(a)所示，本发明的多段离散距离测量装置具体设置为：沿感测光纤的预定位置设置N个反射标志器R₁到R_N，将相邻的两个反射标志器之间的感测光纤段限定为一个传感元件S_i(i＝1，2，...N-1)，即从S₁到S_N-1共N-1个光纤传感器；然后将具有反射标志器的感测光纤安装在桩或土钉中；将该感测光纤与低相干宽带光源和扫描式干涉仪相连接，其中，该扫描式干涉仪具有基本上与各个传感元件的光程长度相匹配的光程差(Optical PathDifference)；将该扫描式干涉仪与数据收集记录器以及数据处理电路连接。

同时，该N-1个传感元件S₁到S_N-1的长度需要满足以下两个条件：第一、S₁到S_N-1的长度均需远远大于宽带低相干光源的相干涉长度，这样设置的目的是：在到达扫描干涉仪之前，从反射标志器R₁到R_N反射回来的N个反射波中任两个反射波的光程差就是一个或几个传感元件的长度，由于该光程差远远大于反射波即宽带低相干光源的相干涉长度，而要发生宽带低相干光干涉需要满足光程差小于宽带光源的相干涉长度的条件，因此，这N个反射波在到达扫描式干涉仪之前不会彼此发生干涉，而只能在到达扫描干涉仪之后，通过调整扫描镜的位置，使相邻的反射标志器反射回的反射波的光程差匹配而可以发生低相干光干涉；第二、S₁到S_N-1的分段长度要选择得略有不同，从而使对应于不同传感元件的干涉峰不会同时出现在同一位置。这样设置的目的是为了在整个测量过程中，干涉峰的位置始终不会重合，从而可以准确测量出对应于每一个干涉峰的扫描镜的位置。

当外界拉长或压缩的应力加在土钉或桩上使其发生轴向应变时，安装在其中的感测光纤就会产生轴向应变，即长度发生变化。该N个反射标志器会将入射的白光反射回来，从而将每个传感元件S_i的长度的变化δL_i(i＝1，2，...N-1)转换为其两端的反射标志器所反射的反射波的光程的变化。此时，通过移动扫描式干涉仪的扫描镜的位置x，可以改变扫描式干涉仪的光程差，从而使每个传感元件的两个反射波的光程差相匹配而产生干涉峰，干涉光信号经过探测器(detector)后，转换为电信号。参见图2(b)，为表示N-1个干涉峰的位置的函数的坐标图。

接下来，通过数据收集记录器记录干涉仪的扫描镜的位置，即干涉峰的位置x_i，并将该模拟信号转换成数字信号输出到数据处理电路。接着，该数据处理电路使用干涉峰的位置的变化δx＝x_i′-x_i，其中x_i′和x_i分别是轴向荷载施加前后的干涉峰的位置。通过公式(1)计算出任意一个传感元件S_i的长度变化δL_i′。

公式(1)：δL_i＝kδx

其中k为一个常数。

接着，数据处理电路可以通过公式δL_i＝ΔL_i′-ΔL_i，其中ΔL_i和ΔL_i′分别为轴向荷载施加前后的传感元件S_i的长度(参见图1和2)，计算出每个传感元件的当前长度ΔL_i′，进而计算出整个感测光纤的当前长度，由于感测光纤长度与被测土钉或桩长度相同，因此可以得到被测土钉或桩的当前长度。

同时，数据处理电路通过公式(2)计算出传感元件S_i的应变ε_i，

公式(2)： ${\mathrm{\ϵ}}_i=\frac{\mathrm{\δ}{L}_i}{\mathrm{\Δ}\mathrm{Li}}$

其中，i为分别对应于从传感元件S₁到传感元件S_N-1的从1到N-1的整数。

最后，数据处理电路把全部N-1个传感元件S_i的应变ε_i沿土钉(或桩)长方向计算出，就可以得到应变分布，进而计算出被测土钉或桩的质量，参见公式(3)到(10)以及对公式(10)的说明。

下面请参见图3(a)与图3(b)，为本发明的感测桩或土钉在轴向力荷载作用下的长度变化、应变的第二种方式，其采用基于宽带光源的布拉格光栅形变原理的多点FBG传感器应变测量装置。

如图3(a)所示，本发明的多点FBG传感器距离测量装置具体设置为：在感测光纤上连续设置N个FBG传感器S₁到S_N，其中，S₁到S_N要具有不同的布拉格波长λ_Bi；将该感测光纤沿轴向安装在桩或土钉中；将该感测光纤与宽带光源与FBG查询仪相连接；将该FBG查询仪与数据收集记录器以及数据处理电路连接。

该N个FBG传感器用于在宽带光源的入射光通过导入光纤进入FBG传感器时，通过各自的光栅将宽带光源发出的光波的某一波长即布拉格波长λ_Bi的部分反射回来，即反射对应于N个布拉格波长λ_B1到λ_BN的成分。

当外界拉长或压缩的应力加在土钉或桩上使其发生轴向应变时，土钉或桩就会产生轴向应变，即长度发生变化。从而，嵌入在土钉或桩中的这些FBG传感器的光栅也将沿轴向发生形变，即布拉格波长将会产生移位。由宽带光源通过导入光纤入射的光，将被这些发生了形变的光栅反射，即反射新布拉格波长的成分，并导入到FBG查询仪中，由FBG查询仪检测出反射波的波谱，从该波谱可以得到变化后的N个布拉格波长λ_B1到λ_BN。

接下来，通过数据收集记录器记录变化后的N个布拉格波长λ_B1到λ_BN，并将该模拟信号转换成数字信号输出到数据处理电路。接着，该数据处理电路使用该新的布拉格波长，通过公式(1)’确定每个FBG传感器上的应变ε_i：

公式(1)’： ${\mathrm{\ϵ}}_i=k\frac{\mathrm{\Δ}{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{Bi}}}{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{Bi}}}$

其中，k是一个常数，i为分别对应于从FBG传感器1到FBG传感器N的从1到N的整数；Δλ_Bi代表所述FBG传感器在应力作用下布拉格波长的位移数据；λ_Bi代表所述FBG传感器在没有应力时的布拉格波长。

接下来，为了计算出FBG传感器在应力下的长度，将具有FBG传感器的感测光纤以图4的方式容纳在具有锚点的管中，并且相邻的两个锚点之间的感测光纤段限定一个FBG传感器。假定第i个FBG传感器的长度为ΔL_i，施加到每个FBG传感器的应变与每个FBG传感器的长度变化δL_i通过公式(2)’相联系：

公式(2)’：δL_i＝ε_iΔL_i

因此，数据处理电路通过上面的公式(2)’就可以计算出每个FBG传感器的长度变化δL_i，从而可以通过公式δL_i＝ΔL_i′-ΔL_i而得到每个FBG传感器的当前长度，进而得到整个感测光纤的当前长度，由于感测光纤与被测土钉或桩一样，因此可以得到被测土钉或桩的当前长度。

最后，数据处理电路把全部N个传感元件S_i的应变ε_i沿土钉(或桩)长方向计算出，就可以得到应变分布，进而计算出被测土钉或桩的质量，参见公式(3)到(10)以及对公式(10)的说明。

下面将结合图1，描述如何利用前面公式(1)与公式(2)或前面公式(1)’与公式(2)’得到的应变来计算土钉或桩的质量，即杨氏模量。

假设土钉的总长度为L，在轴向拉力荷载F的作用下，假设土钉灌浆表面(nail grout surface)的土摩擦力f₀为线性分布。这里，将使用前述通过光纤传感器测得的应变与图1所示的摩擦力的分布，并以从钉头开始距离为x，典型的纵向段ΔL来推导杨氏模量E的公式。

由于摩擦力f₀为线性分布，其大小以下式计算：

公式(3)： $F=\frac{1}{2}{f}_{0}L$

$f_0=\frac{2F}{L}$

在从钉头起距离为x处的摩擦力f_x与在距离x+ΔL处的摩擦力f_x+L的大小计算如下：

公式(4)： $f_x=f_o\frac{L-x}{L}=\frac{2F}{L}\frac{L-x}{L}=2F\frac{L-x}{L^2}$

公式(5)： $f_{x+\mathrm{\ΔL}}=2F\frac{L-x-\mathrm{\ΔL}}{L^2}$

在从钉头起距离为x处的轴向力F_x与在距离x+ΔL处的轴向力F_x+L的大小计算如下：

公式(6)： $F_x=F-\frac{x}{2}(f_o+f_x)=F-\frac{x}{2}(\frac{2F}{L}+2F\frac{L-x}{L^2})=F-\mathrm{xF}\frac{2L-x}{L^2}$

公式(7)：

$F_{x+\mathrm{\ΔL}}=F-\frac{x+\mathrm{\ΔL}}{2}(f_o+f_{x+\mathrm{\ΔL}})=F-\frac{x+\mathrm{\ΔL}}{2}(\frac{2F}{L}+2F\frac{L-x-\mathrm{\ΔL}}{L^2})=$

$=F-(x+\mathrm{\ΔL})F\frac{2L-x-\mathrm{\ΔL}}{L^2}$

在从钉头起距离为x处的轴向力F_x与在距离x+ΔL处的轴向力F_x+L的平均值

为：

公式(8)：

${\stackrel{\‾}{F}}_x=\frac{F_x+F_{x+\mathrm{\ΔL}}}{2}=\frac{1}{2}[F-\mathrm{xF}\frac{2L-x}{L^2}+F-(x+\mathrm{\ΔL})F\frac{2L-x-\mathrm{\ΔL}}{L^2}]=$

$=F-(x+\frac{\mathrm{\ΔL}}{2})F\frac{2L-x-\frac{\mathrm{\ΔL}}{2}}{L^2}$

假设土钉的面积为A，纵向段ΔL的平均应变为

弹性关系是：

公式(9)： ${\stackrel{\‾}{\mathrm{\σ}}}_x=E_x{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ϵ}}}_x$

其中， ${\stackrel{\‾}{\mathrm{\σ}}}_x={\stackrel{\‾}{F}}_x/A.$

从而，杨氏模量E_x可以计算如下：

公式(10)：

$E_x=\frac{{\stackrel{\‾}{\mathrm{\σ}}}_x}{{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ϵ}}}_x}=\frac{{\stackrel{\‾}{F}}_x}{A{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ϵ}}}_x}=\frac{F-(x+\frac{\mathrm{\ΔL}}{2})F\frac{2L-x-\frac{\mathrm{\ΔL}}{2}}{L^2}}{A{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ϵ}}}_x}$

公式(10)中的该平均应变

可由前面的LCI法或FBG法得到的应变分布得到。优选的，在LCI法或FBG方法中，当x值大约为从光纤传感器S₁到光纤传感器S_i-1的长度之和，并且轴向段ΔL的长度大约与光纤传感器S_i的长度相等时，轴向段ΔL的平均应变为

即大约为对应的光纤传感器S_i上的应变ε_i-1。

这样，用式(10)就可以得到用于评估土钉或桩的质量的杨氏模量的值，并且可以沿着土钉或桩绘制该值。例如，如果E_x的值小于水泥与钢筋的结合杨氏模量，该水泥灌浆土钉的质量有问题(或低于标准)。同样的方法可以用于评估混合桩或钢管/H-桩的质量。

Claims (14)

1.一种测量土钉或桩的长度与质量的方法，包括以下步骤：

步骤S1：在感测光纤上设置多个传感器；

步骤S2：将具有所述多个传感器的所述感测光纤沿轴向嵌置在被测桩或土钉中，其中，所述感测光纤的长度与所述桩或土钉的长度相同；

步骤S3：将所述感测光纤分别与光源和反射波接收装置相连接，使所述感测光纤接收来自所述光源的入射光，并将所述入射光反射到所述反射波接收装置中；

步骤S4：将所述反射波接收装置与数据收集记录器、数据处理电路依次连接；

步骤S5：使用加载装置在暴露在外面的所述土钉或桩的头部施加轴向力荷载；

步骤S6：由所述反射波接收装置得到用于计算所述传感器在所述轴向力荷载的作用下的应变或长度的物理量；

步骤S7：所述数据处理电路利用所述物理量得到所述土钉或桩的应变分布、长度与质量。

2.如权利要求1所述的方法，其中，

在所述步骤S1中，通过在所述感测光纤的预定位置设置多个反射标志器，由相邻的两个反射标志器之间的感测光纤段限定一个所述传感器，来得到所述多个传感器。

3.如权利要求2所述的方法，其中，

所述步骤S3中的所述光源为低相干宽带光源，所述反射波接收装置为扫描式干涉仪，并且，所述低相干宽带光源的相干涉长度远远小于所述多个传感器每个的长度，所述扫描式干涉仪具有可与各个所述传感器的光路长度相匹配的光程差，所述多个传感器每个的长度为使对应于不同传感器的干涉峰不会同时出现在所述扫描式干涉仪中的同一位置的不同长度。

4.如权利要求3所述的方法，其中，

在所述步骤S6中，通过调整所述扫描式干涉仪中的扫描镜的位置，得到所述传感器的两端的反射标志器所反射的反射波的干涉峰的模拟位置光信号，用于计算所述传感器的所述应变。

5.如权利要求4所述的方法，其中，

在所述步骤S4中，所述扫描式干涉仪经由光电探测仪与所述数据收集记录器连接；

在所述步骤S7中，所述光电探测仪将所述干涉峰的模拟位置光信号转换为模拟位置电信号，接着所述数据收集记录器将所述干涉峰的模拟位置电信号转换为数字位置数据输出到所述数据处理电路中，所述数据处理电路根据所述数字位置数据，计算出所述土钉或桩的应变、长度与质量。

6.如权利要求1所述的方法，其中，

在所述步骤S1中，通过将所述感测光纤分为长度基本相等的光纤段，并在各个光纤段上设置具有互不相同的布拉格波长的光栅，来形成多个FBG传感器。

7.如权利要求6所述的方法，其中，

所述步骤S3中的所述光源为宽带光源，所述反射波接收装置为FBG查询仪。

8.如权利要求7所述的方法，其中，

在所述步骤S6中，使用所述FBG查询仪得到所述FBG传感器的布拉格波长。

9.如权利要求8所述的方法，其中，

在所述步骤S7中，所述数据收集记录器将所述布拉格波长的模拟信号转换为数字数据输出到所述数据处理电路中，所述数据处理电路根据所述数字数据，计算出所述土钉或桩的应变分布、长度与质量。

10.如权利要求7所述的方法，其中，

在所述步骤S1中，使用导入光纤将所述宽带光源的入射光导入到所述感测光纤。

11.如权利要求10所述的方法，其中，

在所述步骤S1中，将所述感测光纤容纳在具有锚点的管中，并且将相邻的两个锚点之间的感测光纤段限定一个所述FBG传感器。

12.如权利要求2或6所述的方法，其中，

在所述步骤S2中，将所述感测光纤与保护性涂层与缆索相结合后嵌置在所述桩或土钉中。

13.如权利要求2或6所述的方法，其中，

在所述步骤S2中，将所述感测光纤置于塑料或钢制的管中后嵌置在所述桩或土钉中。

14.如权利要求2或6所述的方法，其中，

在所述步骤S2中，所述感测光纤位于所述土钉或桩的一侧、内部或者表面任一位置。

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