CN113029054B - 实时监测桩基冲刷深度的装置及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实时监测桩基冲刷深度的设备及其监测方法，监测设备包括传感器组、数据采集仪、数据处理设备、太阳能板及蓄电池、激振设备。具体实施时：激振设备对桩基施加激振，通过感应、采集和数据处理设备获取桩基实测模态后，结合相应的有限元数值模型模态，构建交叉模型交叉模态方程；通过方程的单元刚度修正系数α_n辨识土体单元损伤数量，进一步得到桩基周围冲刷深度。本发明可实现水上监测桩基冲刷深度的目的，同时可实时监测桩基投产后全寿命期内的冲刷深度变化情况，解决了传统人工潜水监测冲刷深度的困难，规避了由于桩基冲刷深度不确定带来的潜在风险，还具有可操作性好、节省劳动力、适应性强等优点。

Description

实时监测桩基冲刷深度的装置及其监测方法

技术领域

本发明涉及桩基稳定性分析及防灾减灾技术领域，具体涉及一种实时监测桩基冲刷深度的装置及其监测方法。

背景技术

21 世纪是海洋的世纪，海上风电场的建设是海洋资源利用开发的重要组成部分，大直径管桩单桩因施工流程简单、造价低，是近海风机基础的主要形式。面对严苛的海洋环境和复杂的海底土性，单桩基础在服役期间不可避免地会受到浪流对桩基周围土体的冲刷，形成冲刷坑。桩基周围的土体对单桩约束作用减小，影响基础的承载稳定性，桩基模态发生改变，产生基础倾覆的风险。冲刷坑深度是桩基冲刷现象的重要因素，冲刷坑深度的实时监测是有效规避风险的重要举措。

桩基冲刷深度的检测费用昂贵，直接潜水测量冲刷坑深度难度巨大且十分危险。国内外学者为桩基冲刷深度的研究提供了大量的理论技术支持和宝贵的实践经验，当前对于冲刷深度的研究主要通过理论计算、模型试验及数值模拟等方法提出冲刷深度预测经验公式。现有研究方法和检测手段不具有实时监测效果、水下作业困难且危险、无成套监测系统设备、结果存在较大误差。

为解决上述问题，已有相关专利被公开，如中国专利公开CN 106052604 A、CN109239700 A、CN 109610528 A、CN 110398210 A、CN 110470447 A、CN 111561974 A、CN112082527 A等，均为冲刷深度的研究提供了方向及思路，同时，何少阳，基于时变模态参数的桥墩冲刷深度辨识方法研究[D]，哈尔滨工业大学，2016也公开了针对冲刷深度的研究，但上述技术仍存在许多不足，如整体结构复杂不便于实施、不具有实时监测效果、无成套监测系统设备等缺陷。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种实时监测桩基冲刷深度的装置及其监测方法，装置成套使用，且能实时监测冲刷产生、治理前后冲刷深度的变化。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

实时监测桩基冲刷深度的装置，包括传感器组、数据采集仪、数据处理设备、激振设备和供电设备，所述激振设备固定在被测桩基上、用于对桩基施加激振，传感器组固定在桩基的侧壁上、用于感应激振设备对桩基施加激振后产生的振动响应，数据采集仪与传感器组连接、用于采集和初步处理传感器组得到的信号，数据处理设备与数据采集仪连接、用于对数据采集仪采集和处理的信号进一步处理最终得到桩基的模态，供电设备与传感器组连接、为传感器组提供电力；

所述激振设备为激振器系统或船拉式激振设备，激振器系统由信号发生器、功率放大器和激振器组成，且激振器系统固定刚接于桩基内壁上且位于水面以上；船拉式激振设备通过拖拉方式对桩基加载以获得桩基的振动响应。

激振器系统的加载方向为水平方向。信号发生器用于提供激振器所需要的激励信号源，一般采用随机信号，可提供随机（白噪音）、宽带随机或窄带随机信号等多种类型的信号，由于信号发生器提供的激励信号一般能量很小，无法直接推动激振器，所以必须经过功率放大器进行功率放大后转换为具有足够能量的电信号，才能驱动激振器工作；激振器优选使用接触式电动力式激振器。

当激振设备为船拉式激振设备时，船舶采用拖拉方式对桩基进行加载，采用限力器进行多次分级加载，根据限力器销子的个数设置为不同的承载能力，如2T、4T、5T等，加载的力度、次数、间隔时间应以准确获得单桩的低阶模态响应为原则。对于较为简单的普通结构，采用船拉式激振一般能得到相当满意的结果，加之激振设备简单、价格低廉、对工作环境适应性较强，适于现场测试。

所述传感器组包括至少三个无线加速度信号传感器，无线加速度信号传感器在桩基侧壁沿竖直方向均匀分布、且均固定在水面以上，有效避免复杂浪流条件下的水下作业，降低了冲刷深度监测的难度，有效规避了人工监测的风险，传感器组中无线加速度信号传感器的数量设置以能够准确获取桩基低阶模态为最低要求。

所述数据采集仪内固定有无线模块，无线模块为5G模块、蓝牙模块或WI-FI模块，无线模块用于将数据采集仪与传感器组和数据处理设备连接。所述数据处理设备为便携式电脑，其安装有用于处理数据的Matlab软件和ABAQUS数值模拟软件，便携式电脑能够随身携带便于操作人员对冲刷深度监测时使用。

基于数据处理设备安装的Matlab软件，运用快速傅里叶变换法程序、特征系统实现算法程序、Guyan缩阶程序，将加速度信号转换得到工程现场桩基的真实模态（频率、振型）。

ABAQUS 具有强大数据处理、建模、数据分析功能。软件既可以模拟不同材料、不同应力条件等线性问题，也可以解决特定材料的复杂多变、多因素耦合的非线性问题；利用数值模拟软件构建了可识别模态参量的桩基-土体耦合有限元数值模型。所述有限元数值模型土体、桩基的各项物理参数属性均与工程现场检测数据保持一致，桩基-土体的相互作用、土体模型边界条件等均满足有限元模型构建要求，根据实际情况需求将数值模拟桩基沿长度方向划分为若干个数值模型桩基单元，模型构建过程不做具体说明。根据构建完成的桩基-土体耦合有限元数值模型，运用ABAQUS软件内置的Frequency频率求解器，可得到桩基-土体系统的各阶频率和桩基的低阶模态振型。

所述供电设备包括太阳能板和蓄电池，太阳能板与蓄电池连接且均固定在桩基侧壁水面以上。

所述蓄电池的负极导线连接一个单刀双掷开关，并通过单刀双掷开关与太阳能板和传感器组并联，当光照充足的情况下，通过遥控将单刀双掷开关与太阳能板端连接，蓄电池处于充电状态；在监测过程中，通过遥控将单刀双掷开关与传感器组连接，蓄电池处于放电状态。通过供电设备与传感器组配合工作，有效避免人工逐一更换电池，降低了监测过程的困难。

一种实时监测桩基冲刷深度的监测方法，包括如下步骤：

S1.安装准备过程，首先安装监测工作所需的辅助安全设施（如钢丝绳围栏、防坠落生命线、配重式锚点和防跌安全保护网等），然后进行传感器组的安装、仪器设备的安装调试；

参照模态分析研究相关资料（如海洋平台结构模态分析与损伤检测/李华军, 刘福顺, 王树青著；第八章：传感器优化配置及信息不完备处理技术）的布设标准，将传感器组和供电设备，刚性地固定在远离水面以上的桩基侧壁测点处；完成数据采集仪与传感器组的配对和调试工作，保证两者之间信号畅通；调试太阳能板及蓄电池，并控制蓄电池与传感器组连接；

激振方式为激振器系统激振时，将激振器系统刚性完全固定于桩基的内壁上且位于水面以上；激振方式为船拉式激振时，利用船舶上的锚机收紧锚链，直至达到限力器预设载荷后分离；

S2.激振过程，根据实际条件选择激振方式对桩基进行激振，激振的加载方向为水平方向；

S3.数据采集过程，数据采集过程与激振过程同步进行，采样频率为200Hz。通过数据采集仪显示的振动响应信号，进行全过程的数据采集；每一次对桩基施加激振后，传感器组将感应到的桩基响应转换为加速度信号；数据采集仪通过无线信号配对与传感器组连接，接收和初步处理加速度信号，并传递至数据处理设备；

S4.数据处理过程，

基于数据处理设备及便携式计算机内安装的Matlab软件，运用快速傅里叶变换算法程序、特征系统实现算法程序和Guyan缩阶程序等，将数据采集仪传递来的加速度信号转化得到工程现场桩基的频率和振型，即实测模态；

利用ABAQUS数值模拟软件构建桩基-土体耦合有限元数值模型，有限元数值模型中土体、桩基的各项物理参数属性均与工程现场检测数据保持一致，桩基-土体的互相作用、土体模型边界条件等均满足有限元模型构建要求，根据构建完成的桩基-土体耦合有限元数值模型，运用ABAQUS软件内置的频率求解器，得到桩基-土体系统的各阶频率和桩基的低阶模态振型即有限元模态；

S5.深度监测过程，将步骤S4中得到的有限元模态和实测模态代入交叉模型交叉模态方程Matlab程序后即求得刚度修正系数α_n，通过刚度修正系数α_n确定冲刷导致的刚度突变单元数目，刚度突变单元数目乘每个桩基单元的长度即为冲刷坑深度；

S6.实时监测过程，重复上述步骤S2-S5过程，提供适当的激振即得该状态下的桩基周围实时冲刷深度。

所述步骤S2中，

当激振方式为激振器系统激振时，远程遥控开启激振器系统，由信号发生器产生指定带宽、频率和能量的白噪声，信号发生器连接功率放大器并由功率放大器将信号放大，放大后的白噪声信号输入激振器后由激振器对桩基进行激振；

当激振方式为船拉式激振时，现场振动测试采用船拉式激振设备进行加载，并采用限力器进行分级加载，根据限力器销子的个数，设置成不同的承载能力，如2T、4T或5T等，对桩基进行多次加载激振，激振的力度、次数和间隔时间应以能准确获得桩基的低阶模态相应为原则。

本发明的有益效果是：

1.本发明解决了监测桩基冲刷深度时水下人工作业较为困难且人员人身得不到安全保障的问题；

2.本发明提供的监测装置可操作性好，弥补了基于模态识别的冲刷深度监测方法领域中系统设备缺失的短板，能够随时掌握桩基周围冲刷坑深度情况，提高冲刷深度监测效率的同时有效节省了人工潜水监测的劳动力；

3.监测装置中配备的传感器组使用无线加速度传感器使用简便，无线数字信号传输的方式消除了长电缆传输带来的噪音干扰，无线加速度传感器可以组成庞大的无线传感器网络，支持大量测点，同时支持进行大型结构的试验。

附图说明

图1是监测装置的布置示意图；

图2是桩基单元划分示意图；

图3是供电设备充电状态电路示意图；

图4是供电设备放电状态电路示意图；

图5是方法中有限元数值模型示意图；

图6是方法中有限元数值模型半剖示意图；

图7是监测方法流程示意图；

图8是监测方法具体实施过程示意图；

图9是监测方法中加速度信号传输过程示意图；

图10是监测方法中数据处理设备软件功能示意图；

其中，1.传感器组；2.数据采集仪；3.数据处理设备；4.无线加速度信号传感器；5.太阳能板；6.蓄电池；7.激振设备；701.激振器系统；702.船拉式激振设备；8.桩基；9.水面；10.冲刷坑；11.原始海床面；12.操控室；13.单刀双掷开关；14.导线；15.海底土体；16.加速度信号；17.数值模拟桩基；18.数值模型土体；19.数值模型桩基单元。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1-图10所示，实时监测桩基冲刷深度的装置，包括传感器组1、数据采集仪2、数据处理设备3、激振设备7和供电设备，激振设备7固定在被测桩基上、用于对桩基8施加激振，传感器组1固定在桩基8的侧壁上、用于感应激振设备7对桩基8施加激振后产生的振动响应，数据采集仪2与传感器组1连接、用于采集和初步处理传感器组1得到的信号，数据采集仪2内固定有无线模块，无线模块为5G模块、蓝牙模块或WI-FI模块，无线模块用于将数据采集仪2与传感器组1和数据处理设备3连接，数据采集仪2可采用德国IMC数据采集仪，也可以选用其它规格仪器，不做具体限定。

数据处理设备3与数据采集仪2连接、用于对数据采集仪2采集和处理的信号进一步处理最终得到桩基8的模态，且数据处理设备3安装在操控室12内，数据处理设备3为便携式电脑，其安装有用于处理数据的Matlab软件和ABAQUS数值模拟软件，便携式电脑能够随身携带便于操作人员对原始海床面11处冲刷深度监测时使用。

基于数据处理设备3安装的Matlab软件，运用快速傅里叶变换法程序、特征系统实现算法程序和Guyan缩阶程序，将加速度信号16转换得到工程现场桩基的真实模态（频率、振型）。

ABAQUS 具有强大数据处理、建模、数据分析功能。软件既可以模拟不同材料、不同应力条件等线性问题，也可以解决特定材料的复杂多变、多因素耦合的非线性问题；利用数值模拟软件构建了可识别模态参量的桩基-土体耦合有限元数值模型。有限元数值模型土体18、桩基的各项物理参数属性均与工程现场的海底土体15、桩基8保持一致，桩基-土体的相互作用、土体模型边界条件等均满足有限元模型构建要求，根据实际情况需求将数值模拟桩基17沿长度方向划分为若干个数值模型桩基单元19，模型构建过程不做具体说明。根据构建完成的桩基-土体耦合有限元数值模型，运用ABAQUS软件内置的Frequency频率求解器，可得到桩基-土体系统的各阶频率和桩基的低阶模态振型。

传感器组1包括至少三个无线加速度信号传感器4，无线加速度信号传感器4的型号不做具体要求，选取原则为质量轻、体积小、灵敏度高且可有效感应桩基信号的无线传感器。

无线加速度信号传感器4在桩基侧壁沿竖直方向均匀分布、且均固定在水面9以上，有效避免复杂浪流条件下的水下作业，降低了冲刷深度监测的难度，有效规避了人工监测的风险，传感器组1中无线加速度信号传感器4的数量设置以能够准确获取桩基低阶模态为最低要求。

激振设备7为激振器系统701或船拉式激振设备702，激振器系统701由信号发生器、功率放大器和激振器组成，且激振器系统701固定刚接于桩基内壁上且位于水面9以上；船拉式激振设备702通过拖拉方式对桩基加载以获得桩基的振动响应。

激振器系统701的加载方向为水平方向。信号发生器用于提供激振器所需要的激励信号源，一般采用随机信号，可提供随机（白噪音）、宽带随机或窄带随机信号等多种类型的信号，由于信号发生器提供的激励信号一般能量很小，无法直接推动激振器，所以必须经过功率放大器进行功率放大后转换为具有足够能量的电信号，才能驱动激振器工作；振动测试技术中的激振器种类很多，可采用接触式电动力式激振器，可由自身配备的太阳能板5的蓄电池6为其提供电能。可采用YE1311 信号发生器产生指定带宽、频率和能量的白噪声，连接YE6871A 功率放大器将信号放大，放大后的白噪声信号输入激振器后对桩基8进行激振。激振器系统设备701的型号不作具体限定，可采用常见的设备，优选使用可远程遥控开关的激振器系统；

当激振设备7为船拉式激振设备702时，船舶采用拖拉方式对桩基进行加载，采用限力器进行多次分级加载，根据限力器销子的个数设置为不同的承载能力，如2T、4T、5T等，加载的力度、次数、间隔时间应以准确获得单桩的低阶模态响应为原则。对于较为简单的普通结构，采用船拉式激振一般能得到相当满意的结果，加之激振设备简单、价格低廉、对工作环境适应性较强，适于现场测试。

供电设备与传感器组1连接、为传感器组1提供电力；供电设备包括太阳能板5和蓄电池6，太阳能板5与蓄电池6连接且均固定在桩基8侧壁水面9以上。

如图3、图4所示，蓄电池6的负极导线14连接一个单刀双掷开关12，并通过单刀双掷开关12与太阳能板5和传感器组1并联，当光照充足的情况下，通过遥控将单刀双掷开关12与太阳能板5端连接，蓄电池6处于充电状态；在监测过程中，通过遥控将单刀双掷开关12与传感器组1连接，蓄电池6处于放电状态。通过供电设备与传感器组1配合工作，有效避免人工逐一更换电池，降低了监测过程的困难。

一种实时监测桩基冲刷深度的监测方法，包括如下步骤：

S1.安装准备过程，首先安装监测工作所需的辅助安全设施（如钢丝绳围栏、防坠落生命线、配重式锚点和防跌安全保护网等），然后进行传感器组1的安装、仪器设备的安装调试；

参照模态分析研究相关资料（如海洋平台结构模态分析与损伤检测/李华军, 刘福顺, 王树青著；第八章：传感器优化配置及信息不完备处理技术）的布设标准，将传感器组1和供电设备，刚性地固定在远离水面9以上的桩基侧壁测点处；完成数据采集仪2与传感器组1的配对和调试工作，保证两者之间信号畅通；调试太阳能板5及蓄电池6，并控制蓄电池6与传感器组1连接；

激振方式为激振器系统701激振时，将激振器系统701刚性完全固定于桩基的内壁上且位于水面9以上；激振方式为船拉式激振时，利用船舶上的锚机收紧锚链，直至达到限力器预设载荷后分离；

S2.激振过程，利用激振设备7对桩基进行激振，激振的加载方向为水平方向；

当激振方式为激振器系统701激振时，远程遥控开启激振器系统701，由信号发生器产生指定带宽、频率和能量的白噪声，信号发生器连接功率放大器并由功率放大器将信号放大，放大后的白噪声信号输入激振器后由激振器对桩基进行激振；

当激振方式为船拉式激振时，现场振动测试采用船拉式激振设备702进行加载，并采用限力器进行分级加载，根据限力器销子的个数，设置成不同的承载能力，如2T、4T或5T等，对桩基进行多次加载激振，激振的力度、次数和间隔时间应以能准确获得桩基的低阶模态相应为原则；

S3.数据采集过程，数据采集过程与激振过程同步进行，采样频率为200Hz。通过数据采集仪2显示的振动响应信号，进行全过程的数据采集；每一次对桩基施加激振后，传感器组1将感应到的桩基响应转换为加速度信号；数据采集仪2通过无线信号配对与传感器组1连接，接收和初步处理加速度信号，并传递至数据处理设备3；

S4.数据处理过程，

如图9所示，基于数据处理设备3及便携式计算机内安装的Matlab软件，运用快速傅里叶变换算法程序、特征系统实现算法程序和Guyan缩阶程序等，将数据采集仪2传递来的加速度信号转化得到工程现场桩基的频率和振型，即实测模态；

利用ABAQUS数值模拟软件构建桩基-土体耦合有限元数值模型，如图5、图6所示，有限元数值模型中土体、桩基的各项物理参数属性均与工程现场检测数据保持一致，桩基-土体的互相作用、土体模型边界条件等均满足有限元模型构建要求，根据构建完成的桩基-土体耦合有限元数值模型，运用ABAQUS软件内置的频率求解器，得到桩基-土体系统的各阶频率和桩基的低阶模态振型即有限元模态；

S5.深度监测过程，将步骤S4中得到的有限元模态和实测模态代入交叉模型交叉模态方程Matlab程序后即求得刚度修正系数α_n，通过刚度修正系数α_n确定冲刷导致的刚度突变单元数目，刚度突变单元数目乘每个桩基单元的长度即为冲刷坑10深度；

S6.实时监测过程，重复上述步骤S2-S5过程，提供适当的激振即得该状态下的桩基周围实时冲刷深度，适当的激振为可以获得桩基8的实测低阶模态的激振，无严格界定。船拉式激振设备中限力器销子的设置目的就是找到一个合适的激振力度，以获得桩基8的低阶模态，低阶模态一般较容易获得。不同的激振力激发的模态阶数不同，且所激发的阶数未必全部都是所需阶数，例如：若在同一桩基、同一冲刷深度下，2T能激发前3阶模态，4T能激发前5阶模态（这5阶的模态中前三阶与2T所激发的模态完全一致）；而仅需前2阶实测模态即可，因此2T和4T都可以用。另言之：若需要前4阶模态，则只能用4T激振。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种利用海上风电场桩基冲刷深度的实时监测装置的实时监测方法，实时监测装备，包括传感器组、数据采集仪、数据处理设备、激振设备和供电设备，所述激振设备固定在被测桩基上、用于对桩基施加激振，传感器组固定在桩基的侧壁上、用于感应激振设备对桩基施加激振后产生的振动响应，数据采集仪与传感器组连接、用于采集和初步处理传感器组得到的信号，数据处理设备与数据采集仪连接、用于对数据采集仪采集和处理的信号进一步处理最终得到桩基的模态，供电设备与传感器组连接、为传感器组提供电力；

所述激振设备为激振器系统或船拉式激振设备，激振器系统由信号发生器、功率放大器和激振器组成，且激振器系统固定刚接与桩基内壁上且位于水面以上；船拉式激振设备通过拖拉方式对桩基加载以获得桩基的振动响应；

其特征是，所述实时监测方法包括如下步骤：

S1.安装准备过程，首先安装监测工作所需的辅助安全设施，然后进行传感器组的安装、仪器设备的安装调试；

参照模态分析研究相关资料的布设标准，将传感器组和供电设备，刚性地固定在远离水面以上的桩基侧壁测点处；完成数据采集仪与传感器组的配对和调试工作，保证两者之间信号畅通；调试太阳能板及蓄电池，并控制蓄电池与传感器组连接；

激振方式为激振器系统激振时，将激振器系统刚性完全固定于桩基的内壁上且位于水面以上；激振方式为船拉式激振时，利用船舶上的锚机收紧锚链，直至达到限力器预设载荷后分离；

S2.激振过程，根据实际条件选择激振方式对桩基进行激振，激振的加载方向为水平方向；

S3.数据采集过程，数据采集过程与激振过程同步进行，采样频率为200Hz，通过数据采集仪显示的振动响应信号，进行全过程的数据采集；每一次对桩基施加激振后，传感器组将感应到的桩基响应转换为加速度信号；数据采集仪通过无线信号配对与传感器组连接，接收和初步处理加速度信号，并传递至数据处理设备；

S4.数据处理过程，

基于数据处理设备及便携式计算机内安装的Matlab软件，运用快速傅里叶变换算法程序、特征系统实现算法程序和Guyan缩阶程序，将数据采集仪传递来的加速度信号转化得到工程现场桩基的频率和振型，即实测模态；

利用ABAQUS数值模拟软件构建桩基-土体耦合有限元数值模型，有限元数值模型中土体、桩基的各项物理参数属性均与工程现场检测数据保持一致，桩基-土体的互相作用、土体模型边界条件均满足有限元模型构建要求，根据构建完成的桩基-土体耦合有限元数值模型，运用ABAQUS软件内置的频率求解器，得到桩基-土体系统的各阶频率和桩基的低阶模态振型即有限元模态；

S5.深度监测过程，将步骤S4中得到的有限元模态和实测模态代入交叉模型交叉模态方程Matlab程序后即求得刚度修正系数α_n，通过刚度修正系数α_n确定冲刷导致的刚度突变单元数目，刚度突变单元数目乘每个桩基单元的长度即为冲刷坑深度；

S6.实时监测过程，重复上述步骤S2-S5过程，提供适当的激振即得该状态下的桩基周围实时冲刷深度。

2.如权利要求1所述的实时监测方法，其特征是，所述步骤S2中，

当激振方法为激振器系统激振时，远程遥控开启激振器系统，由信号发生器产生指定带宽、频率和能量的白噪声，信号发生器连接功率放大器并由功率放大器将信号放大，放大后的白噪声信号输入激振器后由激振器对桩基进行激振；

当激振方法为船拉式激振时，现场振动测试采用船舶拖拉方式进行加载，并采用限力器进行分级加载，根据限力器销子的个数，设置成不同的承载能力，如2T、4T或5T，对桩基进行多次加载激振，激振的力度、次数和间隔时间应以能准确获得桩基的低阶模态相应为原则。

3.如权利要求1所述的实时监测方法，其特征是，所述传感器组包括至少三个无线加速度信号传感器，无线加速度信号传感器在桩基侧壁沿竖直方向均匀分布、且均固定在水面以上。

4.如权利要求1所述的实时监测方法，其特征是，所述数据采集仪内固定有无线模块，无线模块为5G模块、蓝牙模块或WI-FI模块。

5.如权利要求1所述的实时监测方法，其特征是，所述数据处理设备为便携式电脑，其安装有用于处理数据的Matlab软件和ABAQUS数值模拟软件。

6.如权利要求1所述的实时监测方法，其特征是，所述供电设备包括太阳能板和蓄电池，太阳能板与蓄电池连接且均固定在桩基侧壁水面以上。

7.如权利要求1所述的实时监测方法，其特征是，所述蓄电池的负极导线连接一个单刀双掷开关，并通过单刀双掷开关与太阳能板和传感器组并联，当光照充足的情况下，通过遥控将单刀双掷开关与太阳能板端连接，蓄电池处于充电状态；在监测过程中，通过遥控将单刀双掷开关与传感器组连接，蓄电池处于放电状态。

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