机场加筋挡土墙光纤光栅监测系统及施工方法技术方案

本发明专利技术属于建筑工程施工领域，涉及一种机场加筋挡土墙光纤光栅监测系统,包括土体沉降跟踪标记构件和光纤解调仪,土体沉降跟踪标记构件包括若干根保护管和将各保护管沿其轴向依次对接的固定套管，固定套管上垂直于其轴向设置有沉降压板，固定套管内均设有光纤光栅位移传感器；固定套管与插接在其端部的保护管之间设置有弹簧，光纤光栅位移传感器与光纤解调仪连接。当加筋土挡墙的填筑土体结构发生变化时，弹簧产生形变，此时光纤光栅位移传感器的反射波长发生变化，并将变化信号反馈至光纤解调仪处，通过光纤解调仪得知该点结构的应变变化，该土体沉降跟踪标记构件结构简单、生产方便、经济性高。

Fiber Bragg Grating Monitoring System and Construction Method for Airport Reinforced Retaining Wall

The invention belongs to the field of construction engineering, and relates to an airport reinforced retaining wall fiber Bragg grating monitoring system, including soil settlement tracking marking component and optical fiber demodulator. The soil settlement tracking marking component includes several protective tubes and fixed sleeves which are connected with each protective tube in turn along its axis, and the fixed sleeve is perpendicular to its axis. A settling pressure plate is arranged to the fixed sleeve, and a fiber Bragg grating displacement sensor is arranged in the fixed sleeve; a spring is arranged between the fixed sleeve and the protective tube inserted at the end of the sleeve, and the fiber Bragg grating displacement sensor is connected with the fiber demodulator. When the structure of the reinforced earth retaining wall changes, the spring deforms, and the reflected wavelength of the FBG displacement sensor changes. The change signal is fed back to the optical fiber demodulator. The strain change of the point structure is known by the optical fiber demodulator. The structure of the soil settlement tracking marker is simple and simple. The product is convenient and economical.

【技术实现步骤摘要】
机场加筋挡土墙光纤光栅监测系统及施工方法
本专利技术涉及建筑工程施工领域，尤其涉及一种机场加筋挡土墙光纤光栅监测系统及施工方法。
技术介绍
加筋挡土墙是上世纪60年代发展起来的一项土体加固技术，我国于上世纪80年代发展起来，运用于公路、铁路、水利、海港等领域。施工时，在土中加入拉筋,利用拉筋与土间的摩擦,改善土体变形条件和提高土体的工程特性,以达到稳定土体的目的。加筋挡土墙由墙面板、拉筋、填料三部分组成。申请公布号为CN106918323A的中国专利中公开了一种土体沉降传感器及土体沉降监测系统，其中土体沉降传感器包括多个沉降管和滑移管，所述沉降管的两端设置有连接结构，所述连接结构为螺纹结构，相邻两个所述沉降杆通过所述螺纹结构螺纹连接，所述沉降管的外侧套设有沉降环，各所述沉降管内设置有一个所述光纤光栅监测部，所述光纤光栅监测部与所述沉降环连接，所述沉降管的外周壁上开设有滑移长孔，所述滑移管穿设在所述沉降管内位于滑移长孔处且两端与所述沉降环连接，所述光纤光栅监测部包括弹簧、两个光纤光栅、悬臂梁和光纤，所述滑移管与所述弹簧连接；所述悬臂梁与所述沉降管连接，两个光纤光栅分别设置在悬臂梁的上下两侧，所述弹簧远离滑移管端与悬臂梁连接，所述光纤与光纤光栅连接；在土体发生沉降变化时，沉降环带动滑移杆在沉降管滑移，弹簧的形变量产生改变，使得悬臂梁的弯曲量改变，此时两个光纤光栅所受的外力发生变化，从而引起波长漂移，光纤将各光纤光栅上的波长漂移信号反馈至监测装置，工作人员通过监测装置收到的信号的变化就能知道土体的沉降变化。但是上述技术方案中，该土体沉降传感器的部件较多，生产时较为麻烦，经济性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的一在于提供一种机场加筋挡土墙光纤光栅监测系统，具有结构简单，经济性高的优点。本专利技术的上述目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种机场加筋挡土墙光纤光栅监测系统,包括土体沉降跟踪标记构件和光纤解调仪,所述土体沉降跟踪标记构件包括若干根保护管和将各保护管沿其轴向依次对接的固定套管，所述固定套管上垂直于其轴向设置有沉降压板，所述固定套管内均设有光纤光栅位移传感器；所述保护管套设在所述光纤光栅位移传感器外，所述固定套管与插接在其端部的保护管之间设置有弹簧，所述光纤光栅位移传感器与所述光纤解调仪连接。实施上述技术方案，光纤光栅位移传感器利用光纤的紫外波长敏感特性，在一定长度内，在光纤纤芯蚀刻使折射率发生周期性变化的刻痕，光纤纤芯内部形成芯内光栅；光纤光栅位移传感器埋设在土体内，当加筋土挡墙的填筑土体结构发生变化时，沉降压板发生位移，此时弹簧产生形变，保护管与管内的光纤光栅位移传感器将产生轴向应变，此时光纤光栅位移传感器的工作波长发生变化，使得反射波长同时发生变化，并将反射光波长的变化信号反馈至光纤解调仪处，通过光纤解调仪将该测量点的变化转化为电信号以实现易读化以及可视化，即可得知该点结构的应变变化，该土体沉降跟踪标记构件结构简单、生产方便、经济性高且紫外线波长敏感，使得该光纤光栅检测系统的检测精度也高。进一步，位于底部的保护管远离所述固定套管端连接有底座，所述底座内设有光纤光栅位移传感器，所述保护管罩设于所述光纤光栅位移传感器外。实施上述技术方案，底座的设置增加了位于底部的保护管与填筑土体的接触面积，使得在将底部的保护管埋入填筑土体内时，更加稳固。进一步，所述固定套管及所述底座上均设有固定支座，所述固定支座上设置有安装管，所述安装管插接在所述保护管内，所述保护管的端部与所述固定支座抵接，所述光纤光栅位移传感器固定在所述安装管内。实施上述技术方案，安装保护管时，使得光纤光栅位移传感器穿过安装管，然后将光纤光栅位移传感器固定在固定支座内，使得安装管插接在保护管内，此时保护管的端部与固定支座抵接；这样在安装保护管时，将保护管插接在安装管外即可，此时安装管能够起到限位和引导作用，更便于安装保护管。进一步，所述固定套管一端为所述固定支座，另一端设有弹簧管，所述弹簧管套设于所述保护管外，所述弹簧位于所述弹簧管内并抵接于所述弹簧管底部与保护管端面之间。实施上述技术方案，固定支座与弹簧管分别为固定套管的不同端部，使得结构更加简单，更便于生产。进一步，所述光纤光栅位移传感器的端部均设置有光纤引线，所述光纤引线外均套设有引线保护管，所述固定支座的侧壁上均开设有供光纤引线引出的引出孔，所述光纤引线从引出孔引出与所述光纤解调仪连接。实施上述技术方案，将光纤光栅位移传感器安装至固定支座内后，将光纤引线从引出孔内引出，并使得光纤引线与光纤解调仪连接在一起，以将光纤光栅位移传感器处反射光波长的变化信号反馈至光纤解调仪处；引线保护管的设置用于保护光纤引线，阻止光纤引线受损。进一步，每个所述光纤光栅位移传感器端部的光纤引线上均连接有钢绳，所述钢绳从位于其连接的光纤光栅位移传感器上方的固定套管穿出，并与所述固定套管锁定连接。实施上述技术方案，固定时，拉动钢绳至将光纤光栅位移传感器拉至满量程，即光纤光栅位移传感器呈竖直状态，然后将钢绳从位于与钢绳连接的光纤光栅位移传感器上方的固定套管穿出并与固定套管连接，这样不仅使得光纤光栅位移传感器能够保持满量程状态，始终保持最大的测量范围，且能够避免固定套管与保护管分离；且钢绳位于土体沉降跟踪标记构件内，不易磨损或生锈。本专利技术的目的二在于提供一种基于机场加筋挡土墙光纤光栅监测系统的施工方法，具有施工方便的优点。本专利技术的上述目的二是通过以下技术方案得以实现的：包括以下步骤：S1：开挖基槽：对施工范围内进行清表、场地平整，将覆盖土层全部挖除后，然后将出露的基岩面开挖成台阶；S2：浆砌块石基础施工：以墙顶(场平边线平面位置、高程)为起点，按挡墙墙面设计坡度向下反算确定砌石挡墙基础起砌位置，然后开始砌墙；S3：砌筑挡墙：使用浆砌块石砌筑挡墙，挡墙沿纵向间隔设置多道变形缝，每道变形缝间用沥青杉板填塞；S4：铺设土工格栅：使得锚固段土工格栅沿长度覆盖整个砌石挡墙，然后将加筋段土工格栅张紧并进行铺设，使得加筋段土工格栅在主要受力方向通长布置，然后将锚固段土工格栅和加筋段土工格栅采用搭接、绑扎牢固；S5：填料压实：在基槽内填筑块碎石，并将块碎石压实；S6：安装监测系统；S7：重复S3、S4、S5、S6至完成加筋层施工；S8：砌筑无加筋层浆砌块石挡墙；S9：分层填筑土石方；S10：设置挡墙压顶。实施上述技术方案，步骤S4中，需要铺设土工格栅的区域分为锚固段和加筋段，在锚固段时，使得土工格栅沿长度方向覆盖整个砌石挡墙并将土工格栅锚固在挡土墙上，在加筋段，则需要将土工格栅张紧并进行铺设，使得加筋段土工格栅在主要受力方向通长布置，最后将锚固段的土工格栅和加筋段的土工格栅采用搭接、绑扎牢固，以形成一个整体；步骤S5中，在加筋段的土工格栅上填筑块碎石，以形成加筋土，因为一般土体在自动或外力作用下易产生严重的变形或倒塌，若在土中沿应变方向埋置有挠性的筋带材料，如土工格栅，则土与筋带材料即土工格栅将会产生摩擦，使加筋土具有了某种程度的粘着性，从而改良了土的力学性质，增加了土的抗剪强度、减少了沉降变形，使得该浆砌加筋土挡墙结构更稳固，且因为使用土工格栅作为加筋材料的挡土结构是柔性的，能够吸收更多的额能量而不产生功能上的破坏，使得该浆砌加筋土本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机场加筋挡土墙光纤光栅监测系统,其特征在于，包括土体沉降跟踪标记构件和光纤解调仪（4）,所述土体沉降跟踪标记构件包括若干根保护管（12）和将各保护管（12）沿其轴向依次对接的固定套管（2），所述固定套管（2）上垂直于其轴向设置有沉降压板（22），所述固定套管（2）内均设有光纤光栅位移传感器（3）；所述保护管（12）套设在所述光纤光栅位移传感器（3）外，所述固定套管（2）与插接在其端部的保护管（12）之间设置有弹簧（211），所述光纤光栅位移传感器（3）与所述光纤解调仪（4）连接。

【技术特征摘要】
1.一种机场加筋挡土墙光纤光栅监测系统,其特征在于，包括土体沉降跟踪标记构件和光纤解调仪（4）,所述土体沉降跟踪标记构件包括若干根保护管（12）和将各保护管（12）沿其轴向依次对接的固定套管（2），所述固定套管（2）上垂直于其轴向设置有沉降压板（22），所述固定套管（2）内均设有光纤光栅位移传感器（3）；所述保护管（12）套设在所述光纤光栅位移传感器（3）外，所述固定套管（2）与插接在其端部的保护管（12）之间设置有弹簧（211），所述光纤光栅位移传感器（3）与所述光纤解调仪（4）连接。2.根据权利要求1所述的机场加筋挡土墙光纤光栅监测系统，其特征在于，位于底部的保护管（12）远离所述固定套管（2）端连接有底座（1），所述底座（1）内设有光纤光栅位移传感器（3），所述保护管（12）罩设于所述光纤光栅位移传感器（3）外。3.根据权利要求2所述的机场加筋挡土墙光纤光栅监测系统，其特征在于，所述固定套管（2）及所述底座（1）上均设有固定支座（11），所述固定支座（11）上设置有安装管（111），所述安装管（111）插接在所述保护管（12）内，所述保护管（12）的端部与所述固定支座（11）抵接，所述光纤光栅位移传感器（3）固定在所述安装管（111）内。4.根据权利要求3所述的机场加筋挡土墙光纤光栅监测系统，其特征在于，所述固定套管（2）一端为所述固定支座（11），另一端设有弹簧管（21），所述弹簧管（21）套设于所述保护管（12）外，所述弹簧（211）位于所述弹簧管（21）内并抵接于所述弹簧管（21）底部与保护管（12）端面之间。5.根据权利要求4所述的机场加筋挡土墙光纤光栅监测系统,其特征在于，所述光纤光栅位移传感器（3）的端部均设置有光纤引线（31），所述光纤引线（31）外均套设有引线保护管（311），所述固定支座（11）的侧壁上均开设有供光纤引线（31）引出的引出孔（121），所述光纤引线（31）从引出孔（121）引出与所述光纤解调仪（4）连接。6.根据权利要求3所述的机场加筋挡土墙光纤光栅监测系统，其特征在于，每个所述光纤光栅位移传感器（3）端部的光纤引线（31）上均连接有钢绳（32），所述钢绳（32）从位于其连接的光纤光栅位移传感器（3）上方的固定套管（2）穿出，并与所述固定套管（2）锁定连接。7.基于权利要求5所述的机场加筋挡土墙光纤光栅监测系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：开挖基槽：对施工范围内进行清表、场地平整，将覆盖土层全部挖除后，然后将出露的基岩面开挖成台阶；S2：浆砌块石基础施工：以墙顶(场平边线平面位置、高程)为起点，按挡墙墙面设计坡度向下反算确定砌石挡墙基础起砌位置，然后开始砌墙；S3：砌筑挡墙：使用浆砌块石砌筑挡墙，挡墙沿纵向间隔设置多道变形缝，每道变形缝间用沥青杉板填塞；...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒲晨昕，阮永强，翟康军，金垚，杨晓东，廖明辉，李鹏，
申请(专利权)人：四川省场道工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51