(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210994392.2 (22)申请日 2022.08.18 (71)申请人 东南大学 地址 210000 江苏省南京市玄武区四牌楼 2 号 (72)发明人 杨阳　龚维明　戴国亮　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 陈月菊 (51)Int.Cl. E02D 33/00(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种无损灌注桩承载力和三维成像集成测 试系统 (57)摘要 本发明公开了一种无损灌注桩承载力和三 维成像集成测试系统， 包括光纤数据采集仪、 桩 无损检测智能终端、 液压泵、 液压管、 加热装置、 测温和测位移光纤、 光纤预留孔和荷载箱； 在压 力调整期间， 测温和测位移光纤实时采集不同等 级荷载作用下的桩位移数据； 加热装置将液压泵 内的液体加热后输送到桩身； 桩 无损检测 智能终 端对输送到桩身的热量进行计算， 同时获得桩身 不同深度的升温数据， 再根据灌注桩 所耗用的混 凝土体积， 计算得到桩身不同深度的截面信息， 绘制得到桩身三维图像。 本发明能够同时对灌注 桩进行三维成相分析和承 载力分析， 该测试方法 不受时间限制， 可多次对被测桩进行测量， 以减 小误差。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115305973 A 2022.11.08 CN 115305973 A 1.一种无损灌注桩承载力和三维成像集成测试系统， 其特征在于， 所述测试系统用于 测试灌注桩的承载力和绘制桩身三维图像； 所述测试系统包括光纤数据采集仪、 桩无损检测智能终端、 液压泵、 液压管、 加热装置、 测温和测位移光纤、 光纤预留孔和荷载箱； 所述荷载箱预埋在灌注桩内， 通过液压管与液压泵连接， 液压泵根据桩无损检测智能 终端发送的压力控制 信号， 以调整施加在荷载箱上的压力， 使荷载箱上部桩向上运动， 荷载 箱下部桩向下运动； 所述测温和测 位移光纤穿过灌注桩的光纤预留孔， 其一端通过光纤数 据采集仪与桩无损检测智能终端连接， 并且其延伸方向与沿灌注桩的延伸方向一致； 在压 力调整期间， 测温和测位移光纤实时采集不同等级荷载作用下的桩位移数据， 将采集到的 桩位移数据经由光纤数据采集仪发送至桩无损检测智能终端； 所述加热装置用于根据桩无损检测智能终端的加热控制 指令， 将液压泵内的液体加热 后输送到桩身； 桩无损 检测智能终端对输送到桩身的热量进行计算， 同时通过测温和测位 移光纤采集得到加热前后桩身的温度分布信息， 获得桩身不同深度的升温数据， 再根据灌 注桩所耗用的混凝 土体积， 计算得到桩身不同深度的截面信息， 绘制得到桩身三维图像。 2.根据权利要求1所述的无损灌注桩承载力和三维成像集成测试系统， 其特征在于， 所 述桩无损检测智能终端为手持式。 3.根据权利要求1所述的无损灌注桩承载力和三维成像集成测试系统， 其特征在于， 所 述测温和 测位移光纤的长度大于等于灌注桩长度和载荷箱最大伸张量之和。 4.根据权利要求1所述的无损灌注桩承载力和三维成像集成测试系统， 其特征在于， 所 述加热装置包括液体加热器， 用于对液压泵内的液体进行加热； 加热后的液体经液压泵输 送至液压管内； 对 桩身加热时， 液压管内的液体通过隔离组件以隔离在载荷箱之外 。 5.根据权利要求4所述的无损灌注桩承载力和三维成像集成测试系统， 其特征在于， 所 述隔离组件 采用橡木塞。 6.根据权利要求1所述的无损灌注桩承载力和三维成像集成测试系统， 其特征在于， 所 述加热装置包括液体加热器和加热管； 加热管预埋在灌注桩内， 其延伸方向与灌注桩延伸 方向一致， 并且其 一端与液压泵的液体出口端连接； 所述液体加热器用于对液压泵内的液体加热， 加热后的液体经液压泵输送至加热管 内。 7.根据权利要求6所述的无损灌注桩承载力和三维成像集成测试系统， 其特征在于， 所 述桩无损 检测智能终端根据加热管允许容纳的液体体积、 液体温度加热前后 温差、 液体密 度和液体比热容信息， 计算得到加热 管输送到桩身的热量。 8.根据权利要求6所述的无损灌注桩承载力和三维成像集成测试系统， 其特征在于， 所 述加热管的长度大于等于灌注桩长度和载荷箱最大伸张量之和。 9.一种基于权利要求4所述测试系统的无损灌注桩承载力和三维成像集成测试方法， 其特征在于， 所述测试 方法包括以下步骤： 根据桩无损检测智能终端发送的压力控制信号， 通过液压管输送未加热的液体至载荷 箱， 以调整施加在 荷载箱上的压力， 使荷载箱上部桩向上运动， 荷载箱下部桩向下运动； 实时采集加热 前的桩身温度分布数据和不同等级荷载作用下的桩位移数据； 根据接收到的桩位移数据， 绘制桩的荷载位移曲线和桩侧摩阻力曲线， 将桩侧土摩阻权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115305973 A 2力和桩底端阻力迭加得到单桩的抗压承载力； 继续通过液压管输送未加热的液体至载荷箱， 直至载荷箱内充满未加热的液体； 向液压管内投入橡 木塞， 隔离载荷箱和液压管； 对液压泵内的液体进行加热， 将加热后的液体输送至液压管， 对 桩身进行加热； 采集加热后的桩身温度分布数据， 计算桩身不同深度的升温数据； 根据液压管允许容纳的液体体积、 液体温度加热前后温差、 液体密度和液体比热容信 息， 计算得到液压管输送到桩身的热量； 结合灌注桩所耗用的混凝土体积、 桩身不同深度的升温数据和液压管输送到桩身的热 量， 根据能量守恒定律， 计算得到桩身不同深度的截面信息， 绘制得到桩身三维图像。 10.一种基于权利要求6所述测试系统的无损灌注桩承载力和三维成像集成测试方法， 其特征在于， 所述测试 方法包括以下步骤： 根据桩无损检测智能终端发送的压力控制信号， 通过液压管输送未加热的液体至载荷 箱， 以调整施加在 荷载箱上的压力， 使荷载箱上部桩向上运动， 荷载箱下部桩向下运动； 实时采集加热 前的桩身温度分布数据和不同等级荷载作用下的桩位移数据； 根据接收到的桩位移数据， 绘制桩的荷载位移曲线和桩侧摩阻力曲线， 将桩侧土摩阻 力和桩底端阻力迭加得到单桩的抗压承载力； 对液压泵内的液体进行加热， 将加热后的液体输送至加热 管， 对桩身进行加热； 采集加热后的桩身温度分布数据， 计算桩身不同深度的升温数据； 根据加热管允许容纳的液体体积、 液体温度加热前后温差、 液体密度和液体比热容信 息， 计算得到加热 管输送到桩身的热量； 结合灌注桩所耗用的混凝土体积、 桩身不同深度的升温数据和加热管输送到桩身的热 量， 根据能量守恒定律， 计算得到桩身不同深度的截面信息， 绘制得到桩身三维图像。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115305973 A 3