Enhancing thermal integrity profiling of concrete piles with distributed fiber-optic sensors

RÉSUMÉ: Les pieux coulés en place sont susceptibles de présenter de nombreux défauts pendant leur construction; ils requièrent donc une méthode de contrôle de la qualité au cours de cette phase. Le Thermal Integrity Profiling (TIP) constitue une méthode de contrôle prometteuse pour ces pieux. L’utilisation de capteurs à fibre optique distribués pour le TIP suscite récemment un intérêt marqué en raison d’avantages tels que la continuité du signal mesuré et un taux de défaillance réduit ; toutefois, ces avantages n’ont pas encore été quantifiés. Dans la présente étude, un modèle numérique tridimensionnel d’un pieu coulé en place et du massif de sol environnant a été élaboré et validé. Ce modèle a servi à comparer, dans le cadre du TIP, les câbles thermiques conventionnels aux capteurs à fibre optique distribués en termes de précision et de capacité à détecter des défauts de hauteurs variées. Les résultats montrent que les capteurs à fibre optique peuvent améliorer la capacité à détecter des défauts de différentes hauteurs, en particulier pour les défauts de hauteurs inférieures.

ABSTRACT: Cast-in-place piles are susceptible to many defects during construction, hence need a quality control method during construction. Thermal Integrity Profiling (TIP) is a promising quality control method for cast-in-place piles. Using distributed fiber optic sensors for TIP has gained noticeable attention recently due to advantages like continuity of the output and lower sensor failure, however, the advantages have not been quantified yet. In this study, a 3D numerical model of a cast-in-place pile and the surrounding soil medium was built and validated. The model was utilized to compare conventional thermal wires and distributed fiber optic sensors in the sense of accuracy and ability to detect defects of different heights in TIP process. The results show that fiber optic sensors can enhance capability to detect defects of various heights, especially for defects with lower heights.