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基于硅压阻式传感器与光纤传感的静压桩贯入模型试验应用研究
摘要
本文针对静压桩贯入模型试验，结合基于硅压阻式传感器和光纤传感技术的应用研究。通过对桩身应变、桩端力及桩身摩阻等关键参数进行监测和分析，对静压桩的贯入性能进行了深入研究。研究发现，传统的静力触探无法准确反映地基承载力，而硅压阻式传感器和光纤传感技术可以有效地监测静力桩的贯入过程。本文通过试验分析及相关理论推导，提出了一种结合数值模拟和实验检测的试验方法和方案，可为静压桩的贯入性能分析和评价提供可靠的数据支持，进一步推广和应用静压桩贯入模型试验。
关键词：静压桩；贯入性能；硅压阻式传感器；光纤传感；试验方法
Abstract
Thispaperfocusesonthestaticpenetrationtestofpilemodels,combinedwiththeapplicationresearchofsiliconpiezoresistivesensorsandopticalfibersensingtechnology.Bymonitoringandanalyzingkeyparameterssuchaspilebodystrain,pileendforceandpilebodyfriction,thepenetrationperformanceofstaticpressurepileswasstudiedindepth.Itwasfoundthattraditionalstaticconepenetrationtestscouldnotaccuratelyreflectthebearingcapacityofthefoundation,whilesiliconpiezoresistivesensorsandopticalfibersensingtechnologycaneffectivelymonitorthepenetrationprocessofstaticpressurepiles.Throughexperimentalanalysisandrelatedtheoreticalderivation,thispaperproposesatestmethodandschemethatcombinesnumericalsimulationandexperimentaldetection,whichcanprovidereliabledatasupportfortheanalysisandevaluationofthepenetrationperformanceofstaticpressurepilesandfurtherpromotetheapplicationofstaticpressurepilepenetrationmodeltests.
Keywords:Staticpressurepile;penetrationperformance;siliconpiezoresistivesensor;opticalfibersensing;testmethod
一、绪论
静压桩是当今土木工程领域中广泛应用的一种基础类型，其贯入性能对于地基承载力的评价具有重要意义。随着科学技术的不断进步，传感技术也在不断升级，此时结合传感技术和静压桩的贯入模型试验可以更准确地反映其贯入性能。因此，本文在现有研究的基础上，结合基于硅压阻式传感器和光纤传感技术的应用研究，探讨了静压桩贯入模型试验的可行性和有效性，为静压桩的贯入性能分析和评价提供理论和技术支持。
二、基于硅压阻式传感器的静压桩贯入模型试验
针对静压桩的贯入过程，本文采用基于硅压阻式传感器的静态载荷试验（如图1所示）。首先，将压阻传感器沿水平方向放于静压桩桩身一侧的设定孔内，再将光纤传感器穿过静压桩的中心线并绕绕在其外表面，最后将传感器连接到相应设备进行数据采集和存储。通过对加码预载荷和实验荷载的监测和分析，本文可以得到静压桩在贯入过程中的变形和荷载变化情况，并进而评价地基承载力。
图1静压桩贯入模型试验装置示意图
三、光纤传感技术在静压桩贯入模型试验中的应用
光纤传感技术是一种高灵敏的传感技术，常用于曲率、温度和应力等参数的测量。在静压桩贯入模型试验中，本文将采用外置式光纤传感技术（如图2所示），即将光纤传感器沿静压桩的轴向固定，基于其测量原理，不断监测静压桩贯入过程中的荷载变化和桩身摩阻等参数的变化情况。通过对所获取数据的分析和处理，本文进一步探讨了光纤传感技术在静压桩贯入模型试验中的应用效果和优势。
图2光纤传感技术在静压桩贯入模型试验中的应用
四、试验方法和方案设计
为了获得更为准确和可靠的试验数据，本文提出一种结合数值模拟和实验检测的试验方法和方案。具体来说，本文将采用多种传感技术和设备对静压桩贯入性能进行整体