基于FBG传感技术与轮辐式压力传感器的不同桩长单桩贯入特性对比试验研究

针对静压沉桩动态过程土颗粒运动对桩端和桩身产生严重扰动,如何准确测试静压沉桩过程中桩端阻力和桩侧阻力显得尤其重要。本文将全截面轮辐式压力传感器、双膜片温度自补偿型光纤光栅(fiber Bragg grating,FBG)土压力传感器及增敏微型FBG应变传感器联合应用到单桩贯入模型试验中,测试了单桩贯入过程的压桩力、桩端阻力及桩身应力。试验结果表明:全截面轮辐式压力传感器与增敏微型FBG应变传感器测试结果的变化规律基本一致;双模式FBG土压力传感器测得的压桩力与桩顶FBG应变传感器较接近,且桩侧阻力与桩端阻力之和均等于桩顶压桩力,从而验证了FBG传感技术在静压沉桩贯入特性的模型试验测试中的准确性和可靠性。本试验条件下,试桩TP1桩侧总摩阻力最大值比试桩TP2超幅27.7%左右,桩长对桩身轴力递减规律的影响比对桩侧单位侧摩阻力的影响大。本文为静压桩贯入特性测试方法提供了参考依据。

粉土及粉质黏土对静压沉桩桩端阻力影响机制现场试验

为探讨在粉土及粉质黏土中桩端阻力随贯入深度的变化规律,通过在试验桩P1的桩端安装轮辐压力传感器,以及在试验桩P1、P2距桩端200 mm处安装光纤光栅(FBG)传感器,采用两种不同的测试技术全程监测了两根闭口预应力高强度混凝土(PHC)管桩现场贯入过程中的桩端阻力。试验结果表明:桩端阻力与土层的变化密切相关,土层越硬,桩端阻力越大,当桩端从粉质黏土层进入粉土层时,桩端阻力明显增大,粉土中的桩端阻力达到粉质黏土层的2倍;整个贯入过程中,同一土层不同位置的差异性对桩端阻力也存在较大影响,在距离地面1.50 m处,P1和P2桩FBG传感器桩端阻力的差值达到了89.29 kN,而在距离地面3.50~4.50 m处,两桩的桩端阻力则相差较小。