CN104018506B - 水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置，该测试装置与桩管连接，包括：与动态光纤光栅解调仪连接的光纤光栅土压力传感器和多组光纤光栅应变计，与振动及动态信号采集分析仪连接的两组加速度传感器。光纤光栅土压力传感器、光纤光栅应变计、加速度传感器的线缆外均设置有线缆保护结构。光纤光栅土压力传感器固定装设于桩管的端板上；各组光纤光栅应变计沿桩管从上至下分布，固定装设于桩管的外侧壁上；两组加速度传感器分别装设于靠近桩管的桩顶和桩底的外侧壁上。本发明提供的水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置不易受环境条件、结构条件的影响和限制，并能够保证测试精度，更适于水下挤密砂桩成桩过程动态测试。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量装置，特别是涉及一种水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置。
背景技术
随着全球经济与集装箱运输业的高速发展，海港码头向离岸、开敞、深水海域发展已经成为必然的发展趋势，伴随着外海筑港，人工岛的建设也向深水区推进，地基加固已成为外海筑港建设中必不可少的施工技术。水下挤密砂桩与传统地基处理方法相比具有独特的优势——加固效果明显，可以快速提高地基承载力，因而可以快速推进施工进程，缩短工期，为在软弱地基上建造重力式结构创造了条件。
做为一种地基加固新技术，水下挤密砂桩能够增加地基强度，加快地基固结，减少结构物沉降，提高地基的抗液化能力，具有施工周期短，加固效果直接、明显，工序可控性好等优点。可广泛应用于对砂性土、粘性土、有机质土等几乎所有土质的地基加固处理。非常适用于外海人工岛、防波堤、护岸、码头等工程的地基基础加固。
与传统的普通砂桩不同，挤密砂桩是利用振动荷载将特殊钢桩管打入水下软基中，在桩管中灌砂，通过振动设备和管腔增压等装置，经过有规律的反复提升和回打桩管，使砂桩扩径，形成更大直径的挤密砂桩。原地基被砂强制置换，密实的砂桩与软土共同作用构成复合地基，达到改善地基整体稳定性、提升地基整体抗滑与抗剪能力、加快地基固结等效果。与普通砂桩相比，水下挤密砂桩桩体的密实性高，加固的置换率可达60％～70％。
通过对水下挤密砂桩的成桩条件与设备适应能力的研究，可以指导水下挤密砂桩的设计施工，保证施工质量，提高施工效率。因而亟需根据水下挤密砂桩成桩特点，利用从水下挤密砂桩成桩过程的现场实际动态测试中获取的数据对其成桩条件与设备适应能力进行深入研究。针对挤密砂桩成桩的动态测试过程包括：刚入土阶段、沉管至一定深度阶段、沉管至极限阶段和挤密扩径极限阶段的测试。各阶段的动态测试中都涉及到对动端阻力和侧壁摩阻力的测试。
现有技术中对砂桩成桩过程采用的动态测试装置中测量动端阻力用到的传感器主要有电阻式传感器、钢弦式传感器等。电阻式传感器是应用电阻应变片在土压力的作用下发生形变而导致电阻值变化这一原理制作的，具有结构简单、稳定性好等特点。但是它受环境条件影响较大，有分辨率不高等不足之处。钢弦式传感器利用钢弦在不同的张力作用下具有不同的固定频率这一原理实现力的测量，优点是结构简单、效果明显，缺点是易受结构影响，适应频带比较窄。而对水下挤密砂桩成桩过程的动态测试是在潮湿和酸碱盐等腐蚀性环境中进行的，电阻式传感器和钢弦式传感器耐腐蚀能力差，寿命短,不能长期可靠工作。打设砂桩所用的桩管较长，因而也要求测试过程中与传感器连接的导线具有很长的长度，导线本身具有电阻，在测试信号的传输过程中会造成信号的损失，从而降低了测试结果的精度。此外，由于电阻式和钢弦式等类型的传感器不能进行远程传输，在测试现场还需要具有一定规模的信号传输设备和监测室，增加了工作成本。现有技术中的动态测试装置尚未考虑到水下应用环境、测试深度、桩管长度、风浪流等因素的影响，因而并不适于水下挤密砂桩的测试。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种适于对水下挤密砂桩进行现场测试，不易受环境条件、结构条件的影响和限制，并能够保证测试精度的桩管动态测试装置。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置，与桩管连接，所述桩管竖直放置且为径向截面为圆形的中空腔体，所述桩管包括构成所述桩管主体的桩身、位于所述桩身顶部的桩顶、位于所述桩身下部的桩端，所述桩端的底部为所述桩管的桩底；所述桩端的内径大于所述桩身的内径，所述桩端内设置有平行于所述桩管的径向截面的端板；所述水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置包括：
光纤光栅土压力传感器，固定装设于所述端板上；多组光纤光栅应变计，各组所述光纤光栅应变计沿所述桩管从上至下分布，固定装设于所述桩管的外侧壁上；每组包括两个所述光纤光栅应变计，所述两个光纤光栅应变计相对于所述桩管的中心轴线彼此对称；两组加速度传感器，分别装设于靠近所述桩管的桩顶和桩底的外侧壁上；每组包括两个所述加速度传感器，两个所述加速度传感器相对于所述桩管的中心轴线彼此对称；
所述光纤光栅土压力传感器、光纤光栅应变计与动态光纤光栅解调仪连接，所述加速度传感器与振动及动态信号采集分析仪连接，所述动态光纤光栅解调仪和振动及动态信号采集分析仪均连接于控制处理器。
优选地，所述光纤光栅土压力传感器的线缆外设置有光纤光栅土压力传感器线缆保护结构，所述光纤光栅应变计的线缆外设置有光纤光栅应变计线缆保护结构，所述加速度传感器的线缆外设置有加速度传感器线缆保护结构。
优选地，所述光纤光栅土压力传感器包括本体和线缆引出部，所述本体的外圈固定连接有钢板并通过所述钢板固定连接在所述端板的底部，所述光纤光栅土压力传感器的线缆从所述线缆引出部引出；所述端板上开设有与所述线缆引出部相对应的端板通孔，所述线缆引出部穿过所述端板通孔向上伸出；所述桩管的管壁上开设有管壁通孔，所述光纤光栅土压力传感器的线缆穿过所述管壁通孔向所述桩管外穿出。
优选地，所述光纤光栅土压力传感器线缆保护结构包括橡胶管和钢管；所述光纤光栅土压力传感器的线缆外包覆有所述橡胶管，所述橡胶管位于所述桩管内部的部分套设有所述钢管。
优选地，每个所述光纤光栅应变计具有四个焊接角，四个所述焊接角焊接在所述桩管的外侧壁上。
优选地，所述光纤光栅应变计线缆保护结构包括石棉布、槽钢和橡胶管；所述桩管的外侧壁上固定有沿所述桩管的轴向延伸的钢筋；所述光纤光栅应变计的线缆外包覆有所述石棉布并绑缚于所述钢筋上；包覆有所述石棉布的所述光纤光栅应变计的线缆和所述钢筋外罩设有所述槽钢，所述槽钢由下向上延伸至距桩底为所述桩管总长的3/4处且固定连接于所述桩管的外侧壁；绑缚有所述石棉布的所述光纤光栅应变计的线缆伸出所述槽钢的部分包覆有橡胶管。
优选地，所述桩管的外侧壁上固定装设有加速度传感器安装座，所述加速度传感器固定安装在所述加速度传感器安装座上；所述加速度传感器和加速度传感器安装座外罩设有封闭保护壳，所述封闭保护壳上设有供所述加速度传感器的线缆引出的线缆引出孔，所述封闭保护壳与所述桩管固定连接。
优选地，所述加速度传感器线缆保护结构包括橡胶管和角钢，所述加速度传感器的线缆包覆有所述橡胶管并从所述线缆引出孔中穿出所述封闭保护壳，所述加速度传感器的线缆外露于所述封闭保护壳以外的部分罩设有所述角钢，所述角钢与所述桩管固定连接。
优选地，所述桩管的总长为64.5m，从桩顶至桩底布置有1#～7#共7个测试截面；所述测试截面为所述桩管的径向截面且彼此平行；所述1#测试截面位于距桩底62.5m处；2#测试截面位于距桩底52.5m处；3#测试截面位于距桩底22.5m处；4#测试截面位于距桩底12.5m处；5#测试截面位于距桩底6.5m处；6#测试截面位于距桩底2.5m处；7#测试截面位于距桩底0.25m处；所述光纤光栅应变计有七组，依次布设于所述1#测试截面至7#测试截面处；两组所述加速度传感器分别布设于所述1#测试截面和6#测试截面处。
优选地，所述加速度传感器为电流式传感器；所述动态光纤光栅解调仪的动态测试频率为256Hz。
如上所述，本发明提供的水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置用光纤光栅土压力传感器和光纤光栅应变计用于对桩管底部土体压力和桩管轴应力的测量，取代了传统的砂桩成桩过程测试装置中采用的电阻式传感器或钢弦式传感器，光纤光栅传感器更适于在海水中等较恶劣环境下使用，而且信号传输损耗小，可实现信号的远程传输。加速度传感器通过线缆与振动及动态信号采集分析仪连接，光纤光栅土压力传感器和光纤光栅应变计通过线缆与动态光纤光栅解调仪连接，在连接前，光纤光栅土压力传感器的线缆外设置有光纤光栅土压力传感器线缆保护结构，光纤光栅应变计的线缆外设置有光纤光栅应变计线缆保护结构，加速度传感器的线缆外设置有加速度传感器线缆保护结构。这些线缆保护结构防止线缆在使用过程中受到损伤，耐腐蚀抗干扰，保证了测试信号的精度。本发明提供的动态测试装置不易受环境条件、结构条件的影响和限制，更适于水下挤密砂桩成桩过程的动态测试。
附图说明
图1显示为本发明的水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置的桩管结构示意图。
图2显示为本发明的桩管的桩端结构示意图。
图3显示为图2沿A-A线的径向截面示意图。
图4显示为本发明的水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置的结构示意图。
图5显示为图1中1#测试截面示意图。
图6显示为图1中2#—5#测试截面示意图。
图7显示为图1中6#测试截面示意图。
图8显示为图1中7#测试截面示意图。
元件标号说明
1桩管
111#测试截面
122#测试截面
133#测试截面
144#测试截面
155#测试截面
166#测试截面
177#测试截面
181桩顶
182桩身
183桩端
184端板
185十字筋板
186桩底
2光纤光栅应变计
3加速度传感器
4光纤光栅土压力传感器
5动态光纤光栅解调仪
6振动及动态信号采集分析仪
7控制处理器
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图8。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供的水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置与桩管1连接，用于对水下挤密砂桩的成桩过程进行动态测试。图1至图3显示了桩管1的结构示意图，如图1至图3所示，桩管1为中空的腔体，径向截面为圆形，桩管1竖直放置，包括构成桩管1主体的桩身182、位于桩身182顶部的桩顶181、位于桩身182下部的桩端183，桩端183的底部为桩底186。于实施例中，桩管1的桩身182直径一般在800mm-1000mm，厚度为20mm，桩身182与桩端183之间采用焊接。桩端183的内径大于桩身182的内径，桩端183的空腔内固定装设有十字筋板185，十字筋板185连接于桩端183的内管壁且平行于桩管1的径向截面。十字筋板185上固定装设有端板184，端板184为圆形或环形，用以提高桩端183结构的刚度和耐久性。
图4所示为本发明的水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置的构成图。本发明提供的水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置包括1个光纤光栅土压力传感器4、多组光纤光栅应变计2和两组加速度传感器3。与传统的砂桩成桩过程测试装置中采用的电阻式传感器或钢弦式传感器不同，光纤光栅传感器的抗电磁干扰能力强、电绝缘性能好、耐腐蚀、化学性能稳定，适宜在海水中等较恶劣环境下使用；而且光纤光栅传感器的信号传输损耗小，可实现远距离的遥控监测，因此更适于水下挤密砂桩成桩过程动态测试。
在水下挤密砂桩的成桩过程中，光纤光栅土压力传感器4用于实时测试端板184受到的压力，以获得下部土体传递到桩端183的动端阻力值。光纤光栅应变计2用于测试桩管1的轴应力变化即桩管1受到的动侧壁摩阻力。加速度传感器3用于实时测量桩管1的加速度，采用对加速度传感器3进行电路积分的形式实时测量桩管1的振幅。于实施例中，加速度传感器3为电流式传感器。
光纤光栅土压力传感器4、光纤光栅应变计2的线缆与动态光纤光栅解调仪5连接。动态光纤光栅解调仪5的动态测试频率为256Hz。加速度传感器3与振动及动态信号采集分析仪6连接。动态光纤光栅解调仪5和振动及动态信号采集分析仪6均连接于控制处理器7。动态光纤光栅解调仪5、振动及动态信号采集分析仪6和控制处理器7位于监控船的控制室内。控制处理器7对各个传感器采集到的测试数据进行监控分析处理，可以为一种能够按照事先存储的程序，自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备，其硬件包括但不限于微处理器、FPGA、DSP、嵌入式设备等。
针对水下挤密砂桩的沉管过程，控制处理器7利用光纤光栅土压力传感器4测试采集的动端阻力数据，光纤光栅应变计2测试采集到的动侧壁摩阻力数据以及加速度传感器3测试采集到的振动加速度值、振动幅值进行动端阻力与静端阻力的相关性分析、动侧壁摩阻力与静侧壁摩阻力的相关性分析，从而获得挤密砂桩成桩过程中动、静端阻力在粘性土中的变化规律及动侧壁摩阻力折减系数，为水下挤密砂桩成桩过程中的可打性计算提供参考依据。针对水下挤密砂桩的挤密扩径过程，控制处理器7分析动端阻力值与沉管速率的对应关系，为挤密砂桩成桩过程中的停锤标准提供技术支撑。
光纤光栅土压力传感器4固定装设于端板184上。请参阅图1和图5至图8，如图所示，各组光纤光栅应变计2沿桩管1从上至下分布，固定装设于桩管1的外侧壁上。光纤光栅应变计2的组数多少根据桩管1的长度而定。每组包括两个光纤光栅应变计2，这两个光纤光栅应变计2相对于桩管1的中心轴线彼此对称设置。两组加速度传感器3分别装设于桩管1靠近桩顶181和桩底186的外侧壁上，每组包括两个加速度传感器3，这两个加速度传感器3相对于桩管1的中心轴彼此对称。
如图1和图5至图8所示，于实施例中，桩管1的总长为64.5m，从桩顶181至桩底186布置有1#～7#共7个测试截面。1#测试截面11靠近桩顶181处，位于距桩底62.5m处；2#测试截面12位于距桩底52.5m处；3#测试截面13位于距桩底22.5m处；4#测试截面14位于距桩底12.5m处；5#测试截面15位于距桩底6.5m处；6#测试截面16靠近桩底，位于距桩底2.5m处；7#测试截面17位于距桩底0.25m的桩端183上。光纤光栅应变计2共有七组，依次布置于1#测试截面11至7#测试截面17，每组的两个光纤光栅应变计2相对于桩管1的中心轴线彼此对称。两组加速度传感器3分别装设于1#测试截面11和6#测试截面16处。光纤光栅应变计2与加速度传感器3相邻，便于线缆的保护和整理。
为防止传感器以及传感器的线缆或导线在使用中受到损伤，保证测试信号的传输及动态测试结果的精度，在光纤光栅土压力传感器4的线缆外设置有光纤光栅土压力传感器线缆保护结构，光纤光栅应变计2的线缆外设置有光纤光栅应变计线缆保护结构，加速度传感器3的线缆外设置有加速度传感器线缆保护结构。
光纤光栅土压力传感器4包括本体和线缆引出部。本体的外圈固定连接有钢板，本体的外圈与钢板之间可通过焊接连接。光纤光栅土压力传感器4的线缆从线缆引出部引出，本体和钢板固定连接在端板184的底部。端板184上开设有与线缆引出部相对应的端板通孔，线缆引出部穿过端板通孔向上伸出。桩管1的管壁上开设有管壁通孔，光纤光栅土压力传感器4的线缆穿过管壁通孔向桩管1外穿出。光纤光栅土压力传感器线缆保护结构包括橡胶管和钢管，光纤光栅土压力传感器4的线缆外包覆有橡胶管。由于桩管1内部在挤密砂桩成桩过程中不但有土压力的变化还有气体压力的变化，为进一步保护光纤光栅土压力传感器4的线缆，位于桩管1内部的线缆除了包覆有橡胶管还在橡胶管外套设有钢管。
每个光纤光栅应变计2具有四个焊接角，四个焊接角通过点焊的方式焊接在桩管1的外侧壁上，同时保持光纤光栅应变计2的垂直度。光纤光栅应变计线缆保护结构包括石棉布、槽钢和橡胶管。光纤光栅应变计2的线缆很长，需要固定在桩管1的外侧壁上，因此在桩管1的外侧壁上固定有沿桩管1的轴向延伸布设的钢筋，光纤光栅应变计2的线缆外包覆有石棉布并通过扎带绑缚于钢筋上。包覆有石棉布的光纤光栅应变计2的线缆和钢筋外罩设有槽钢。槽钢焊接在桩管1的外侧壁上，由下向上延伸至距桩底186为桩管1总长的3/4处。于实施例中，槽钢从桩底186焊接至距桩底48m高度的位置。在高出48m的位置，绑缚有石棉布的光纤光栅应变计2的线缆从槽钢中伸出，伸出槽钢的部分包覆有橡胶管，以防止因振动而导致线缆被槽钢的边缘磨损割断。位于水面以上的光纤光栅应变计2的线缆仍需要用橡胶管包裹保护以免磨损。位于桩顶181处的光纤光栅应变计2的线缆应注意固定保护，防止因线缆过重而折断，或因桩管1振动将线缆磨损。在安装光纤光栅应变计2时，还应同时对光纤光栅应变计2进行监测，保证其在安装过程中未被损坏。
安装完毕后，将光纤光栅土压力传感器4和光纤光栅应变计2的所有线缆归为一束，线缆每隔几十厘米用扎带绑扎，线缆与动态光纤光栅解调仪5连接并放至监控船的控制室内。
加速度传感器3主要采用螺栓锚固的方式进行安装。桩管1的外侧壁上固定装设有加速度传感器安装座，在加速度传感器3的底面和螺栓螺纹处涂抹环氧树脂，并用一根大螺栓和一根小螺丝将加速度传感器3固定安装在加速度传感器安装座上，保证螺栓不会由于桩管1在成桩过程时的振动而松脱。加速度传感器3和加速度传感器安装座外罩设有封闭保护壳，封闭保护壳上设有供加速度传感器3的线缆引出的线缆引出孔，封闭保护壳与桩管1固定连接。
加速度传感器3的线缆保护结构包括橡胶管和角钢，加速度传感器3的线缆包覆有橡胶管并从线缆引出孔中穿出，加速度传感器3的线缆穿出线缆引出孔的部分罩设有角钢以防止线缆受到磨损和腐蚀，角钢与桩管1固定连接。
综上所述，本发明提供的水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置用光纤光栅土压力传感器4和光纤光栅应变计2用于对桩管1底部土体压力和桩管1轴应力的测量，取代了传统的砂桩成桩过程测试装置中采用的电阻式传感器或钢弦式传感器，光纤光栅传感器更适于在海水中等较恶劣环境下使用，而且信号传输损耗小，可实现信号的远程传输。加速度传感器3通过线缆与振动及动态信号采集分析仪6连接，光纤光栅土压力传感器4和光纤光栅应变计2通过线缆与动态光纤光栅解调仪5连接。光纤光栅土压力传感器4的线缆外设置有光纤光栅土压力传感器线缆保护结构，光纤光栅应变计2的线缆外设置有光纤光栅应变计线缆保护结构，加速度传感器3的线缆外设置有加速度传感器线缆保护结构。这些线缆保护结构防止线缆在使用过程中受到损伤，耐腐蚀抗干扰，保证了测试信号的精度。本发明提供的动态测试装置不易受环境条件、结构条件的影响和限制，更适于水下挤密砂桩成桩过程动态测试。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置，与桩管连接，所述桩管竖直放置且为径向截面为圆形的中空腔体，所述桩管包括构成所述桩管主体的桩身、位于所述桩身顶部的桩顶、位于所述桩身下部的桩端，所述桩端的底部为所述桩管的桩底；所述桩端的内径大于所述桩身的内径，所述桩端内设置有平行于所述桩管的径向截面的端板；其特征在于，所述水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置包括：
光纤光栅土压力传感器，固定装设于所述端板上；
多组光纤光栅应变计，各组所述光纤光栅应变计沿所述桩管从上至下分布，固定装设于所述桩管的外侧壁上；每组包括两个所述光纤光栅应变计，所述两个光纤光栅应变计相对于所述桩管的中心轴线彼此对称；
两组加速度传感器，两组所述加速度传感器分别装设于靠近所述桩管的桩顶和桩底的外侧壁上；每组包括两个所述加速度传感器，两个所述加速度传感器相对于所述桩管的中心轴线彼此对称；
所述光纤光栅土压力传感器、光纤光栅应变计与动态光纤光栅解调仪连接，所述加速度传感器与振动及动态信号采集分析仪连接，所述动态光纤光栅解调仪和振动及动态信号采集分析仪均连接于控制处理器。
2.根据权利要求1所述的水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置，其特征在于：所述光纤光栅土压力传感器的线缆外设置有光纤光栅土压力传感器线缆保护结构，所述光纤光栅应变计的线缆外设置有光纤光栅应变计线缆保护结构，所述加速度传感器的线缆外设置有加速度传感器线缆保护结构。
3.根据权利要求2所述的水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置，其特征在于：所述光纤光栅土压力传感器包括本体和线缆引出部，所述本体的外圈固定连接有钢板并通过所述钢板固定连接在所述端板的底部，所述光纤光栅土压力传感器的线缆从所述线缆引出部引出；所述端板上开设有与所述线缆引出部相对应的端板通孔，所述线缆引出部穿过所述端板通孔向上伸出；所述桩管的管壁上开设有管壁通孔，所述光纤光栅土压力传感器的线缆穿过所述管壁通孔向所述桩管外穿出。
4.根据权利要求3所述的水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置，其特征在于：所述光纤光栅土压力传感器线缆保护结构包括橡胶管和钢管；所述光纤光栅土压力传感器的线缆外包覆有所述橡胶管，所述橡胶管位于所述桩管内部的部分套设有所述钢管。
5.根据权利要求1所述的水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置，其特征在于：每个所述光纤光栅应变计具有四个焊接角，四个所述焊接角焊接在所述桩管的外侧壁上。
6.根据权利要求5所述的水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置，其特征在于：所述光纤光栅应变计线缆保护结构包括石棉布、槽钢和橡胶管；所述桩管的外侧壁上固定有沿所述桩管的轴向延伸的钢筋；所述光纤光栅应变计的线缆外包覆有所述石棉布并绑缚于所述钢筋上；包覆有所述石棉布的所述光纤光栅应变计的线缆和所述钢筋外罩设有所述槽钢，所述槽钢由下向上延伸至距桩底为所述桩管总长的3/4处且固定连接于所述桩管的外侧壁；绑缚有所述石棉布的所述光纤光栅应变计的线缆伸出所述槽钢的部分包覆有橡胶管。
7.根据权利要求2所述的水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置，其特征在于：所述桩管的外侧壁上固定装设有加速度传感器安装座，所述加速度传感器固定安装在所述加速度传感器安装座上；所述加速度传感器和加速度传感器安装座外罩设有封闭保护壳，所述封闭保护壳上设有供所述加速度传感器的线缆引出的线缆引出孔，所述封闭保护壳与所述桩管固定连接。
8.根据权利要求7所述的水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置，其特征在于：所述加速度传感器线缆保护结构包括橡胶管和角钢，所述加速度传感器的线缆包覆有所述橡胶管并从所述线缆引出孔中穿出所述封闭保护壳，所述加速度传感器的线缆外露于所述封闭保护壳以外的部分罩设有所述角钢，所述角钢与所述桩管固定连接。
9.根据权利要求1所述的水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置，其特征在于：所述桩管的总长为64.5m，从桩顶至桩底布置有1#～7#共7个测试截面；所述测试截面为所述桩管的径向截面且彼此平行；所述1#测试截面位于距桩底62.5m处；2#测试截面位于距桩底52.5m处；3#测试截面位于距桩底22.5m处；4#测试截面位于距桩底12.5m处；5#测试截面位于距桩底6.5m处；6#测试截面位于距桩底2.5m处；7#测试截面位于距桩底0.25m处；所述光纤光栅应变计有七组，依次布设于所述1#测试截面至7#测试截面处；两组所述加速度传感器分别布设于所述1#测试截面和6#测试截面处。
10.根据权利要求1所述的水下挤密砂桩成桩过程动态测试装置，其特征在于：所述加速度传感器为电流式传感器；所述动态光纤光栅解调仪的动态测试频率为256Hz。
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