CN208251184U - 一种具有光纤光栅监测功能的基坑支护模型箱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种具有光纤光栅监测功能的基坑支护模型箱，包括基坑模型箱，所述基坑模型箱的箱壁和箱底上均匀设置有光纤光栅压力盒，所述基坑模型箱的箱底上分别设有坑外测斜管、支护桩和坑内测斜管，所述坑外测斜管、支护桩和坑内测斜管上均设有光纤光栅监测组件，所述光纤光栅监测组件包括光纤光栅应变片和与所述光纤光栅应变片串联的光纤光栅温度补偿传感器，所述支护桩连接有内支撑，所述内支撑上设有光纤光栅内支撑轴力计。本实用新型的有益效果是：通过光纤光栅压力盒、光纤光栅应变片、光纤光栅温度补偿传感器和光纤光栅内支撑轴力计的设置，实现了光纤光栅监测功能，误差较小；可以实现分布式监测和远程实时监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及基坑支护模型箱，尤其涉及一种具有光纤光栅监测功能的基坑支护模型箱。
背景技术
深基坑自身的稳定及其在开挖支护过程中对周围建筑物的影响是基坑工程中的重要课题。而基坑工程的监测，特别是基坑深部土体的水平位移监测是评价基坑稳定性和对周围建筑影响程度的必要工作。基坑深部水平位移传统的监测工具主要有水准仪和测斜仪等，一般是能够满足工程的要求，但也存在以下不足：人为因素较多，偶然误差较大；所得测量结果为离散的数据点，不能实现分布式监测；不能实现远程实时监测。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种具有光纤光栅监测功能的基坑支护模型箱。
本实用新型提供了一种具有光纤光栅监测功能的基坑支护模型箱，包括基坑模型箱，所述基坑模型箱的箱壁和箱底上均匀设置有光纤光栅压力盒，所述基坑模型箱的箱底上分别设有坑外测斜管、支护桩和坑内测斜管，所述坑外测斜管、支护桩和坑内测斜管上均设有光纤光栅监测组件，所述光纤光栅监测组件包括光纤光栅应变片和与所述光纤光栅应变片串联的光纤光栅温度补偿传感器，所述支护桩连接有内支撑，所述内支撑上设有光纤光栅内支撑轴力计。
作为本实用新型的进一步改进，所述支护桩连接有锚索，所述锚索上设有光纤光栅锚索轴力计。
作为本实用新型的进一步改进，所述锚索分别与所述内支撑、坑外测斜管连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述基坑模型箱内设有具有基坑的土，所述坑外测斜管设置在基坑外，所述支护桩设置在基坑的侧壁，所述坑内测斜管设置在基坑内，所述坑外测斜管、支护桩和坑内测斜管均埋设在土内。
本实用新型的有益效果是：通过光纤光栅压力盒、光纤光栅应变片、光纤光栅温度补偿传感器和光纤光栅内支撑轴力计的设置，实现了光纤光栅监测功能，误差较小；可以实现分布式监测和远程实时监测。
附图说明
图1是本实用新型一种具有光纤光栅监测功能的基坑支护模型箱的示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，一种具有光纤光栅监测功能的基坑支护模型箱，包括基坑模型箱1，所述基坑模型箱1的箱壁和箱底上均匀设置有光纤光栅压力盒2，所述基坑模型箱1的箱底上分别设有坑外测斜管3、支护桩4和坑内测斜管5，所述坑外测斜管3、支护桩4和坑内测斜管5上均设有光纤光栅监测组件，所述光纤光栅监测组件包括光纤光栅应变片6和与所述光纤光栅应变片6串联的光纤光栅温度补偿传感器7，所述支护桩4连接有内支撑8，所述内支撑8上设有光纤光栅内支撑轴力计9。
如图1所示，所述支护桩4连接有锚索10，所述锚索10上设有光纤光栅锚索轴力计11。
如图1所示，所述锚索10分别与所述内支撑8、坑外测斜管3连接。
如图1所示，所述基坑模型箱1内设有具有基坑的土12，所述坑外测斜管3设置在基坑外，所述支护桩4设置在基坑的侧壁，所述坑内测斜管5设置在基坑内，所述坑外测斜管3、支护桩4和坑内测斜管5均埋设在土12内。
本实用新型提供的一种具有光纤光栅监测功能的基坑支护模型箱，首先，制备基坑模型箱1中的土12，完成土模型的制备。沿着基坑模型箱1的箱壁与箱底均匀布置土压力盒2，分别用于测量基坑内土体的水平土压力和竖向土压力。准备三根测斜管，沿测斜管纵向隔固定距离粘贴光纤光栅应变片6于测斜管内侧，同时，每根光纤光栅上串联一个光纤光栅温度补偿传感器7，每根测斜管对称于测斜管中心安装两组光纤光栅应变片6。三根测斜管，分别为两根坑内测斜管5，一根坑外测斜管3，分别埋置于基坑坑底和基坑坑外，因此可以对基坑的整体变形受力进行全面的监测。在基坑支护结构设计方面，本基坑模型考虑了三种支护方式，分别为锚索10，支护桩4和内支撑8，三种支护结构也都采用光纤光栅传感器进行了监测方案布置：与测斜管的光纤光栅监测布置方案类似，在支护桩4两侧对称布置两组光纤光栅应变片6和光纤光栅温度补偿传感器7，所以支护桩4的桩身水平受力和变形可以实时监测，并反映支护桩4的作用效果；支护桩4上埋设了两根锚索10，同时沿锚索10轴向设置了光纤光栅锚索轴力计11监测锚索10的轴力变化，也可以实时反映锚索10对维持基坑稳定性的贡献；内支撑8上下两侧俊布置了光纤光栅内支撑轴力计9，用于监测内支撑8在抵抗基坑外侧土压力的发挥程度。试验过程中，所有基坑土体的光纤光栅传感器与支护结构的光纤光栅传感器可以实时记录变形与受力状态，直至边基坑开挖完成，从而完成了基坑工程的光纤光栅监测模型试验。
本实用新型提供的一种具有光纤光栅监测功能的基坑支护模型箱，通过研发相关的光纤光栅传感器测量元件，科学地设计基坑模型箱1，并合理地布置光纤传感器，可以用于研究基坑开挖工程基坑内部土体的变形受力规律和支护结构的变形受力规律，通过光纤光栅压力盒、光纤光栅应变片、光纤光栅温度补偿传感器和光纤光栅内支撑轴力计的设置，实现了光纤光栅监测功能，误差较小；可以通过网络与计算机终端连接在一起，实现远程监控；能实现分布式测量，由光纤的一端就可以准确地得到光纤沿线任一点的应力、温度、振动和损伤等信息，且这些信息都为线性信息，能克服传统点式监测漏检的弊端，提高监测效率。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种具有光纤光栅监测功能的基坑支护模型箱，其特征在于：包括基坑模型箱，所述基坑模型箱的箱壁和箱底上均匀设置有光纤光栅压力盒，所述基坑模型箱的箱底上分别设有坑外测斜管、支护桩和坑内测斜管，所述坑外测斜管、支护桩和坑内测斜管上均设有光纤光栅监测组件，所述光纤光栅监测组件包括光纤光栅应变片和与所述光纤光栅应变片串联的光纤光栅温度补偿传感器，所述支护桩连接有内支撑，所述内支撑上设有光纤光栅内支撑轴力计。
2.根据权利要求1所述的具有光纤光栅监测功能的基坑支护模型箱，其特征在于：所述支护桩连接有锚索，所述锚索上设有光纤光栅锚索轴力计。
3.根据权利要求2所述的具有光纤光栅监测功能的基坑支护模型箱，其特征在于：所述锚索分别与所述内支撑、坑外测斜管连接。
4.根据权利要求1所述的具有光纤光栅监测功能的基坑支护模型箱，其特征在于：所述基坑模型箱内设有具有基坑的土，所述坑外测斜管设置在基坑外，所述支护桩设置在基坑的侧壁，所述坑内测斜管设置在基坑内，所述坑外测斜管、支护桩和坑内测斜管均埋设在土内。
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|---|---|---|---|---|
| CN113137928A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-07-20 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种基于光频域反射技术的深部岩土体光纤测斜系统 |
| CN115897680A (zh) * | 2022-11-23 | 2023-04-04 | 中建八局第三建设有限公司 | 一种伺服钢支撑基坑模型试验装置 |
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2018
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| CN113137928B (zh) * | 2020-12-10 | 2024-01-19 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种基于光频域反射技术的深部岩土体光纤测斜系统 |
| CN115897680A (zh) * | 2022-11-23 | 2023-04-04 | 中建八局第三建设有限公司 | 一种伺服钢支撑基坑模型试验装置 |
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