基于准分布式光纤的PHC管桩承载力时效研究与FBG传感器应用

本文研究了基于准分布式光纤传感技术在静压PHC管桩承载力时效性上的应用。PHC管桩是一种常见的预制桩，尤其在饱和软黏土地基中，其承载力会随着贯入时间的增长而发生变化，这种现象被称为承载力时效性。承载力时效性受多种因素影响，如桩长、桩截面积、土体摩擦角、弹性模量、渗透系数以及休止期等。这些参数的差异可能导致桩在不同时间点的承载性能有所不同。 为了更准确地评估和控制桩基承载力，作者提出了采用静力压桩机进行隔时复压试验的方法。这种方法允许在施工过程中定期对桩进行复压，以测量不同时刻的桩广义极限承载力。相较于传统的静载荷试验，这种方法的优点在于灵活性高，可以在压桩过程中的任何阶段获取数据，且成本较低。 特别引入了光纤布拉格光栅(FBG)传感器，这是一种高精度的传感器，可以实时监测桩身轴力的变化。通过观察复压过程中桩端阻力和桩侧摩阻力的变化，研究者能够探究这些阻力对桩极限承载力提升的贡献比例，从而深入理解承载力随时间变化的机制。这不仅有助于优化设计，避免过大的初期压桩力，还能为桩基工程的设计提供可靠的理论依据，具有显著的工程实际应用价值。 本文的研究成果对建筑领域的桩基础设计和施工实践具有重要的指导意义，特别是在处理复杂地质条件下的桩基础工程中，通过精细的时间效应分析，可以有效降低成本，提高工程的安全性和经济性。同时，这项研究也为未来智能感知技术在土木工程中的应用开辟了新的可能性。