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基于分布式光纤监测技术的板桩码头试验研究

何宁 马桂珍 何斌 张中流 汪璋淳 钱亚俊 邵翰林

何宁,马桂珍,何斌,等. 基于分布式光纤监测技术的板桩码头试验研究[J]. 水利水运工程学报,2021(4):85-91. doi:  10.12170/20201106002
引用本文: 何宁,马桂珍,何斌,等. 基于分布式光纤监测技术的板桩码头试验研究[J]. 水利水运工程学报,2021(4):85-91. doi:  10.12170/20201106002
(HE Ning, MA Guizhen , HE Bin, et al. Experimental study of sheet pile wharf based on distributed optical fiber monitoring technology[J]. Hydro-Science and Engineering, 2021(4): 85-91. (in Chinese)) doi:  10.12170/20201106002
Citation: (HE Ning, MA Guizhen , HE Bin, et al. Experimental study of sheet pile wharf based on distributed optical fiber monitoring technology[J]. Hydro-Science and Engineering, 2021(4): 85-91. (in Chinese)) doi:  10.12170/20201106002

基于分布式光纤监测技术的板桩码头试验研究

doi: 10.12170/20201106002
基金项目: 国家重点研发计划资助项目(2018YFC1508505)
详细信息
    作者简介:

    何 宁(1969—),男,江西高安人,正高级工程师,主要从事岩土工程领域研究。E-mail:nhe@nhri.cn

  • 中图分类号: TU43

Experimental study of sheet pile wharf based on distributed optical fiber monitoring technology

  • 摘要: 板桩码头桩体结构受力变形状态是评价其安全运行的重要指标。基于分布式光纤模型试验,提出了一种新型桩体受力和变形分布式监测技术,并成功应用于板桩码头钢筋混凝土灌注桩原型试验研究中。结果表明该方法能够准确反映港池开挖过程中板桩码头桩体结构变形、弯矩和受力等分布变化规律,并能及时对板桩码头的运行及施工情况进行有效监测评估,可以为板桩码头的持续稳定运行提供安全保障及施工指导。该监测技术能够克服传统点式监测方法分辨率及准确度不足的缺点,实现桩长范围内全深度及施工过程全周期的实时监测,具有一定的工程实用价值。
  • 图  1  板桩墙灌注桩传感光纤布置示意

    Figure  1.  Layout of sensing optical fiber in the pile

    图  2  灌注桩钢筋混凝土应变测量结果

    Figure  2.  Measured strain of the pile in different directions

    图  3  灌注桩水平位移沿深度分布曲线

    Figure  3.  Horizontal displacement and settlement of the pile

    图  4  灌注桩弯矩、剪力分布

    Figure  4.  Distribution of bending moment and shear force of the pile

    图  5  灌注桩混凝土竖向应变分布

    Figure  5.  Vertical strain distribution of concrete along the pile   

    表  1  地基土层主要物理力学参数

    Table  1.   Physical and mechanical parameters of foundation soil layer

    层号土层名称厚度/m含水率/%土重度/
    (kN·m−3
    孔隙比压缩性强度指标
    a0.1-0.2 /MPa−1Es0.1-0.2 /MPaCcq /kPaφcq
    1 冲填土 2.20~5.20
    2-1 淤泥质粉质黏土混粉砂 2.00~5.60 41.3 17.6 1.174 0.76 3.00 13.7 7.4
    2-2 粉砂夹粉质黏土 1.20~8.20 30.8 19.0 0.842 0.24 7.85 6.6 26.2
    3 粉砂夹粉土 2.40~6.20 27.2 19.5 0.747 0.14 12.96 4.6 30.6
    4 粉土夹粉质黏土 6.50~13.40 32.1 18.4 0.926 0.34 5.92 12.1 21.9
    5 粉砂夹粉土 5.90~11.10 28.1 19.4 0.772 0.18 10.16 7.0 28.6
    6 粉砂 2.30~5.20 25.7 20.2 0.667 0.11 15.56 2.3 33.9
    7 粉砂夹粉土 9.70~20.10 27.3 19.7 0.731 0.13 13.94 4.3 31.2
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  • [1] 刘永绣. 板桩式岸壁结构的设计理论与方法[M]. 北京: 人民交通出版社股份有限公司, 2014: 1-20.

    LIU Yongxiu. Design theories and methods for sheet-pile bulkhead[M]. Beijing: China Communications Press Co., Ltd., 2014: 1-20. (in Chinese)
    [2] 徐光明, 任国峰, 顾行文, 等. 新型板桩码头群桩基础被动段桩侧压力试验研究[J]. 岩土工程学报,2018,40(3):502-511. (XU Guangming, REN Guofeng, GU Xingwen, et al. Experimental study on lateral pile-soil pressure on passive part of pile groups in innovative sheet-pile wharf[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2018, 40(3): 502-511. (in Chinese) doi:  10.11779/CJGE201803014
    [3] 徐光明, 任国峰, 顾行文, 等. 盐城港卸荷式地连墙结构码头离心模型试验[J]. 水利水运工程学报,2018(3):48-56. (XU Guangming, REN Guofeng, GU Xingwen, et al. Centrifuge modeling of diaphragm wall wharf with relief platform at Yancheng port[J]. Hydro-Science and Engineering, 2018(3): 48-56. (in Chinese)
    [4] 徐光明, 蔡正银, 曾友金, 等. 一种新型板桩码头结构的离心模拟[J]. 岩土力学,2010,31(增刊1):48-52. (XU Guangming, CAI Zhengyin, ZENG Youjin, et al. Centrifuge modeling for an innovative sheet-pile bulkhead of diaphragm[J]. Rock and Soil Mechanics, 2010, 31(Suppl1): 48-52. (in Chinese)
    [5] 徐光明, 李士林. 板桩码头中群桩基础联接型式的试验研究[J]. 岩石力学与工程学报,2016,35(增刊1):3365-3371. (XU Guangming, LI Shilin. Experimental study of head fixity conditions of pile group in sheet-pile bulkhead[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2016, 35(Suppl1): 3365-3371. (in Chinese)
    [6] 李景林, 蔡正银, 徐光明, 等. 遮帘式板桩码头结构离心模型试验研究[J]. 岩石力学与工程学报,2007,26(6):1182-1187. (LI Jinglin, CAI Zhengyin, XU Guangming, et al. Centrifuge modelling test on covered sheet-piled structure of wharf[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2007, 26(6): 1182-1187. (in Chinese) doi:  10.3321/j.issn:1000-6915.2007.06.012
    [7] 张昊, 邓永锋, 刘夫江, 等. 遮帘式板桩码头结构土压力特性模型试验研究[J]. 东南大学学报(自然科学版),2015,45(6):1175-1179. (ZHANG Hao, DENG Yongfeng, Liu Fujiang, et al. Model experiment study on soil pressure characteristics of sheet-pile barrier wharf structure[J]. Journal of Southeast University (Natural Science Edition), 2015, 45(6): 1175-1179. (in Chinese) doi:  10.3969/j.issn.1001-0505.2015.06.027
    [8] 邹鹏旭, 丁建军, 王馨. 钢管板桩结构影响因素数值模拟分析[J]. 港工技术,2018,55(6):56-60. (ZOU Pengxu, DING Jianjun, WANG Xin. Numerical simulation analysis on influence factors of steel tubular and sheet pile structure[J]. Port Engineering Technology, 2018, 55(6): 56-60. (in Chinese)
    [9] 施忠良. 遮帘式板桩码头力学性能分析[J]. 水运工程,2019(7):86-92. (SHI Zhongliang. Mechanical properties analysis of covered type of sheet pile wharf[J]. Port & Waterway Engineering, 2019(7): 86-92. (in Chinese) doi:  10.3969/j.issn.1002-4972.2019.07.016
    [10] 焦志斌, 蔡正银, 王剑平, 等. 遮帘式板桩码头原型观测技术研究[J]. 港工技术,2005(增刊1):56-59. (JIAO Zhibin, CAI Zhengyin, WANG Jianping, et a1. Study on prototype observation technique of semi-covered type of sheet pile[J]. Port Engineering Technology, 2005(Suppl1): 56-59. (in Chinese)
    [11] 焦志斌, 刘永绣. 地下连续墙测试中弯矩的计算方法探[J]. 岩土工程学报,2006,28(增刊1):1485-1488. (JIAO Zhibin, LIU Yongxiu. Calculation methods of bending moment in diaphragm wall tests[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2006, 28(Suppl1): 1485-1488. (in Chinese)
    [12] 郭继业, 周宝江, 范建兵. 遮帘式板桩码头结构原位测试研究[J]. 港工技术,2012,49(1):47-50. (GUO Jiye, ZHOU Baojiang, FAN Jianbing. In-situ measuring research on covered type sheet pile wharf structure[J]. Port Engineering Technology, 2012, 49(1): 47-50. (in Chinese) doi:  10.3969/j.issn.1004-9592.2012.01.014
    [13] 许滨华, 何宁, 何斌, 等. 基于分布式光纤传感器的管道受弯变形监测试验研究[J]. 仪器仪表学报,2019,40(8):20-30. (XU Binhua, HE Ning, HE Bin, et al. Experiment study on pipeline bending deformation monitoring based on distributed optical fiber sensor[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2019, 40(8): 20-30. (in Chinese)
    [14] 何斌, 何宁, 许滨华, 等. 混凝土面板堆石坝面板挠度分布式监测试验[J]. 岩土工程学报,2020,42(5):837-844. (HE Bin, HE Ning, XU Binhua, et al. Tests on distributed monitoring of deflection of concrete faces of CFRDs[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2020, 42(5): 837-844. (in Chinese)
    [15] DGSI. Digitilt classic inclinometer system specifications[EB/OL]. [2020-11-01] https://durhamgeo.com/product/digitilt-classic-inclinometer-system.
    [16] Specifications of digital inclinometer model GK-604D[EB/OL]. [2020-11-01] https://www.geokon.com/GK-604D.
  • [1] 包腾飞, 张兰兰, 胡雨菡, 王一兵, 李涧鸣.  泵站进水流道施工期钢模板变形监测研究 . 水利水运工程学报, 2023, (4): 114-121. doi: 10.12170/20220330001
    [2] 何斌, 何宁, 张中流, 汪璋淳, 胡德新, 智月荣.  基于传感光纤技术的堤坝分布式变形监测 . 水利水运工程学报, 2021, (5): 137-143. doi: 10.12170/20200828001
    [3] 胡江.  特高拱坝运行初期变形监测预报模型及构建方法 . 水利水运工程学报, 2020, (5): 63-71. doi: 10.12170/20190908001
    [4] 陈诚, 夏云峰, 黄海龙, 王驰, 金捷, 周良平.  大型河工模型分布式表面流场测量系统研制及应用 . 水利水运工程学报, 2018, (1): 17-22. doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2018.01.003
    [5] 刘明维, 李辉, 阿比尔的, 高俊升.  深填斜坡中基桩受力变形规律 . 水利水运工程学报, 2018, (3): 40-47. doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2018.03.006
    [6] 陈旭东, 李俊杰, 霍中艳.  高桩码头裂缝开合度监测模型研究 . 水利水运工程学报, 2017, (6): 53-59. doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2017.06.008
    [7] 朱群峰, 何宁, 高长胜, 杨守华, 王年香, 周荣官.  大型充填袋筑堤现场试验研究 . 水利水运工程学报, 2016, (4): 85-91.
    [8] 何宁, 丁勇, 吴玉龙, 周彦章, 李登华, 何斌.  基于分布式光纤测温技术的堤坝渗漏监测 . 水利水运工程学报, 2015, (1): 19-27.
    [9] 何 斌, 汪璋淳, 何 宁, 钱亚俊, 周彦章.  分布式传感光纤测量疏浚土大型充填袋变形 . 水利水运工程学报, 2014, (5): 61-66.
    [10] 韩石, 贡金鑫, 张艳青.  地震作用下重力式码头地基液化及变形 . 水利水运工程学报, 2013, (4): 45-54.
    [11] 汤子扬, 牛志国, 陈春燕.  Plaxis在板桩码头分析中的应用 . 水利水运工程学报, 2013, (1): 81-85.
    [12] 高磊, 陈晖东, 余湘娟, 周斌.  岩土与地质工程中分布式光纤传感技术研究进展 . 水利水运工程学报, 2013, (2): 93-99.
    [13] 蔡正银.  深水板桩码头成套技术研究——获中国水运建设科技进步特等奖 . 水利水运工程学报, 2011, (4): -.
    [14] 司玉军,曾友金,解占强,武文奎,李东青.  整体卸荷式板桩码头结构离心模型试验研究 . 水利水运工程学报, 2009, (3): -.
    [15] 李荣庆,贡金鑫,杨丽民.  板桩码头结构设计的目标可靠指标和抗力系数 . 水利水运工程学报, 2008, (2): -.
    [16] 李士林,徐光明.  单锚板桩结构码头离心模型试验研究 . 水利水运工程学报, 2008, (1): 67-72.
    [17] 刘永绣,吴荔丹,徐光明,蔡正银,曾友金,李景林.  遮帘式板桩码头工作机制 . 水利水运工程学报, 2006, (2): 8-12.
    [18] 吴永红,徐洪钟,蔡海文.  混凝土裂缝分布式光纤监测灵敏性 . 水利水运工程学报, 2006, (2): 67-70.
    [19] 范建成,邢小宁,王仁钟.  大坝安全监测主从分布式数据采集系统 . 水利水运工程学报, 1996, (4): -.
    [20] 袁建忠,惠遇甲.  新的二维流速分布式 . 水利水运工程学报, 1991, (2): -.
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-11-06
  • 网络出版日期:  2021-07-28
  • 刊出日期:  2021-08-15

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