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CN114000899B - 一种多功能及智能监测锚杆装置 - Google Patents

一种多功能及智能监测锚杆装置 Download PDF

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CN114000899B
CN114000899B CN202111154231.4A CN202111154231A CN114000899B CN 114000899 B CN114000899 B CN 114000899B CN 202111154231 A CN202111154231 A CN 202111154231A CN 114000899 B CN114000899 B CN 114000899B
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North China University of Water Resources and Electric Power
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North China University of Water Resources and Electric Power
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Abstract

本发明提供了一种多功能及智能监测锚杆装置,解决现有的锚杆不能对岩体变形进行不同层级的监测的问题。该发明通过声发射的监测可以起到对灾难的预警效果。且可以对边坡的温度,地下水压力或湿度进行监控。锚固端外侧间隔布置有多个沿轴向外大内小的圆台体,圆台体内端同轴连接有受拉力体,圆台体轴向外端开有轴向向内穿透受拉力体的穿过孔,最内端的受拉力体固定在锚固端上,外侧的受拉力体穿过其轴向内侧的相邻的圆台体和受拉力体中的穿过孔固定在锚固端上,圆台体轴向内部分上套有下端滑动套在受拉力体上的套管,套管轴向外端开有多个向着轴向内侧延伸的开槽。通过声发射的监测起到对灾难的预警效果。对边坡的温度,地下水压力或湿度进行监控。

Description

一种多功能及智能监测锚杆装置
技术领域
本发明涉及锚杆,特别是一种多功能及智能监测锚杆装置。
背景技术
锚杆在边坡处治工程中应用广泛,其主要作用是控制边坡及深基坑等地表工程以及隧道、采场等地下硐室。
在一些围岩等级比较低如在软岩地区,围岩往往发生大变形,在地震的作用下,一些围岩常常也会产生大变形。产生大变形因素还有载荷等,而在工作中锚杆作为围岩支护结构应用的数量最多也最为广泛。
现有技术中的刚性锚杆大都只直接将锚杆的一端锚固在锚孔底部,然后通过拧在锚杆上的螺母将托盘压在边坡外侧面上。这种锚杆结构的两个受力点是锚固端和边坡外侧面与螺母托盘之间,外部受力点是暴露在外界,在野外环境中,受到风吹日晒,使得其一方面螺母和托盘长期使用生锈,其力学性能受损,另外,边坡外侧面长期受力容易开裂,导致锚杆不能达到所要求的对边坡变形的控制,甚至失效。另外,由于锚孔较深,锚固端到边坡外侧面之间的变形可能发生在不同的深度,传统的这种锚杆无论是任何深度的变形,均是需要外部螺母和托盘受力,传统锚杆与围岩的粘结力有时不足,粘结力不能得到更好的保护,长期使用同样容易造成锚固失效。
而且现有锚杆在对岩体变形进行监测时,只能监测出来岩体整体的变形量,其不能监测到具体是哪一层的岩体进行的变形,不利于对后期的研究以及滑坡预警的紧急处置。
材料变形破坏伴随着裂纹裂缝的产生和开展,同时材料中局域源快速释放能量产生瞬间弹性波的现象被称为声发射;岩质边坡崩塌破坏时,由于崩塌岩石体内部裂隙萌生、扩展和断裂,声发射现象尤为明显,研究监测这些材料的声发射现象可以了解掌握它们的变形破坏情况,避免或预防不良后果。因此在锚杆周围加上声发射装置来预警灾难且研究边坡是急需设置的。
针对温度对于土体强度参数的影响,陈炜韬为了研究影响多年冻土地区盐渍土抗剪强度主要影响因素,进行了冻融循环下的抗剪强度试验,分别选用了含硫酸钠盐和氯化钙盐的土样进行了相关室内试验,研究表明主要影响因素有三个:一是冻融循环次数;二是水分迁移;三是冰晶析出。陈炜韬等通过室内试验研究冻融循环条件下对盐渍土主要强度参数的影响规律,从多个方面总结分析了冻融循环对盐渍土黏聚力的影响及其作用机理,实验表明:随着冻融循环次数的增加,盐渍土的黏聚力减小,最后趋于稳定。这些均印证了温度效应变化是盐渍土强度参数衰减的主要原因。因此监测边坡的温度不仅对于边坡灾难预警有着巨大帮助,且对边坡的研究具有巨大意义。
在外界的影响因素下边坡出现剥落破坏导致坡体稳定性降低的情况十分普遍。在工程实际中,很多边坡在某次降雨作用下保持稳定,但可能会在随后的一次强度较小的降雨作用下发生破坏,导致该情况发生的一个可能原因是强降雨入渗过程中和随后蒸发干燥剥落(干湿交替)对边坡的稳定性产生影响。因此对边坡湿度的监测至关重要。
且现有锚杆缺乏对锚固地边坡的温度监测,当锚孔没有打入地下水层时,对湿度的监测具有重要意义。当锚孔打入到地下水层时,则对地下水压力的监测具有很大的意义。因此对锚杆周边的温度,以及根据情况对地下水压力或者湿度的监测对于边坡的研究以及预警具有巨大意义。
发明内容
针对上述情况,为克服现有技术之缺陷,本发明提供了一种多功能及智能监测锚杆装置,有效解决了现有技术中的锚杆受力点在外部容易损坏最终导致锚杆效果不佳甚至失效的问题,以及不能对岩体变形进行不同层级的监测的问题。且该发明通过声发射的监测可以起到对灾难的预警效果。且可以对边坡的温度,地下水压力或湿度进行监控。
其解决的技术方案是,一种分段位移多级控制负泊松自膨胀锚杆装置与应力位移监测装置,包括锚固端,其特征在于,所述锚固端轴向外侧间隔布置有多个轴向外大内小的圆台体,所述圆台体轴向内端同轴连接有受拉力体,所述圆台体轴向外端开有轴向向内穿透受拉力体的穿过孔,轴向最内端的受拉力体固定在锚固端上,轴向外侧的受拉力体穿过其轴向内侧相邻的圆台体和受拉力体中的穿过孔固定在锚固端上,所述圆台体轴向内部分上套有轴向内端滑动套在受拉力体上的套管,所述套管轴向外端开有多个向着轴向内部延伸的开槽,轴向最内端的套管和锚固端之间连接有多个第一弹性体,其余套管和其轴向内侧的圆台体之间连接有多个第二弹性体;
所述套管下端连接有位移传感器的一端,最下端的套管上的位移传感器另一端连接在锚固端上,其余位移传感器的另一端连接在与其相邻的圆台体端面上,所述位移传感器一侧的套管上开有第一通孔,所述套管轴向外部上开有第二通孔,还包括安装在锚孔外一侧的电控箱,所述位移传感器的导线依次经过其轴向外端的套管的第一通孔、套管内腔、第二通孔连接到电控箱上;
所述受拉力体外圆面底部开有连通穿过孔的第三通孔,置于径向最内侧的受拉力体的穿过孔内安装有温度传感器,置于径向最内侧的受拉力体内穿过孔的底部上安装有地下水压力传感器或湿度传感器,温度传感器和地下水压力传感器或湿度传感器连接在电控箱内;
所述锚孔周围均布有多个用于监测声发射信号源的声发射传感器,所述声发射传感器连接在电控箱内。
优选的,所述锚固端中心固定有螺杆,所述螺杆向着轴向外侧穿过轴向最外端的圆台体内的穿过孔,所述螺杆穿过轴向最外端的圆台体的部分上套有托盘,所述托盘轴向外侧的螺杆上旋拧有螺母。
优选的,所述锚固端锚固在锚孔的轴向最内端,所述开槽轴向内侧的套管侧壁锚固在锚孔内,所述开槽处的锚孔内壁贴着套管。
优选的,所述第一弹性体和第二弹性体均为弹簧。
优选的,所述圆台体和受拉力体为一体结构。
优选的,轴向最内端的受拉力体之外的受拉力体均包括插入穿过孔的插入部、插入部轴向外端一体连接的过渡部,所述过渡部轴向外端面直径等于轴向最内端的受拉力体轴向外端直径,所述过渡部轴向外端和圆台体连接。
优选的,所述过渡部呈轴向内小外大的圆台状。
本发明的有益效果是:1.本发明在边坡进行变形时,可以分段控制,只需要变形处的轴向外端的套管和与其配合的受拉力体受力,而变形处轴向内侧的受拉力体不受力,这样不仅可以增加锚固装置的寿命,且便于对不同层位的边坡进行检测,监控到是哪一个层位的边坡的变形。
2.当边坡变形时,其受力点是被作用的受拉力体和锚固端,其受力均在锚孔内进行,锚孔内不会受到长期外部环境的侵蚀,增加了锚固装置的寿命和提高了锚固效果。
3.当边坡变形时,锚孔内壁带着相应位置的套管轴向向外移动,套管轴向外端由多个弧形部构成(因为套管轴向外端开有多个开槽),其具备一定的弹性,套管上部在圆台体上轴向向外移动,则圆台体迫使套管轴向外部不断的张开,由于套管张开后内径变大使得其和锚孔的摩擦力不断增大,牢牢的顶着锚孔侧壁,套管在锚孔侧壁的固定处、受拉力体和该处的受拉力体在锚固端的固定点构成了对边坡的锚固。此种轴向外侧端受力处利用套管和锚孔的摩擦力,其是圆周面接触,且其摩擦力随着套管的轴向外移而不断增大。适应性广。
4.该发明可以对不同层级的岩体变形进行监测,可以监测出来是哪一层级的变形,同时可以监测出来是单层断裂还是多层断裂,这对岩体的研究和预警具有重大意义。
5.本发明中的监测中心的监测主机可以通过无线信号收发装置接收边坡处的声发射传感器的声发射信号,进行数据分析,通过比较声发射值与阀值的相关关系,做出相应级别的岩石边坡危害的预警。不仅可以有效的避免重大地质灾害发生,且可以有效地促进防灾减灾与公共安全,可以有效的为防灾减灾与公共安全提供技术支撑。在边坡灾害发生前,必然会预先出现岩石体内部裂隙萌生、扩展和断裂现象,则声发射检测装置会检测到这些裂隙的声波,使得人们预先预知灾害的发生,做出提前预警以及一些防灾预案。
6.该发明可以实时对锚杆周围的边坡进行温度和地下水压力或湿度的监控,从而充分了解边坡的温度和地下水压力或湿度的状态。通过监测边坡内部温度、湿度或地下水压力环境状态的改变来研究锚固作用下边坡位移形变规律。通过锚杆周边的环境来研究边坡位移量以及应力的影响。
附图说明
图1为本发明主视图。
图2为图1中A-A向剖视图。
图3为图2中B部放大图。
图4为本发明视角一立体图。
图5为本发明视角二立体图。
图6为本发明套管立体图。
图7为本发明第一级受拉力体立体图。
图8为本发明第二级受拉力体立体图。
图9为本发明安装在锚孔内的结构图。
图10为图9中C部放大图。
图11为图9中D部放大图。
图12为本发明中位移传感器将信号传递给监测主机的原理图。
图13为本发明安装在边坡上的正面视图。
图14为本发明安装温度传感器和地下水压力传感器的结构图。
图15为图14中E部放大图。
具体实施方式
以下结合附图1-15对本发明的具体实施方式做出进一步详细说明。
实施例1,其解决的技术方案是,一种多功能及智能监测锚杆装置,包括置于锚孔9底部的锚固端1,其特征在于,所述锚固端1轴向外侧间隔布置有多个轴向外大内小的圆台体2,所述圆台体2轴向内端同轴连接有受拉力体3,所述圆台体2轴向外端开有轴向向内穿透受拉力体3的穿过孔4,轴向最内端的受拉力体3固定在锚固端1上,轴向外侧的受拉力体3穿过其轴向内侧相邻的圆台体2和受拉力体3中的穿过孔4固定在锚固端1上,所述圆台体2轴向内部分上套有轴向内端滑动套在受拉力体3上的套管5,所述套管5轴向外端开有多个向着轴向内部延伸的开槽6,轴向最内端的套管5和锚固端1之间连接有多个第一弹性体7,其余套管5和其轴向内侧的圆台体2之间连接有多个第二弹性体8;
所述套管5下端连接有位移传感器16的一端,最下端的套管5上的位移传感器16另一端连接在锚固端1上,其余位移传感器16的另一端连接在与其相邻的圆台体2端面上,所述位移传感器16一侧的套管上开有第一通孔17,所述套管轴向外部上开有第二通孔18,还包括安装在锚孔9外一侧的电控箱19,所述位移传感器16的导线29依次经过其轴向外端的套管5的第一通孔17、套管5内腔、第二通孔18连接到电控箱19上;
所述受拉力体3外圆面底部开有连通穿过孔4的第三通孔20,置于径向最内侧的受拉力体3的穿过孔内安装有温度传感器21,置于径向最内侧的受拉力体3内穿过孔4的底部上安装有地下水压力传感器22或湿度传感器,温度传感器21和地下水压力传感器22或湿度传感器连接在电控箱19内;
所述锚孔9周围均布有多个用于监测声发射信号源的声发射传感器23,所述声发射传感器23连接在电控箱19内。
当在需要锚固点打好锚孔9之后,先安装该发明,以两级锚固为例,先将第一级螺杆10固定在锚固端1。将第一级套管5从第一级受拉力体3轴向内端向着轴向外端套在第一级受拉力体3上,然后将第二级套管5从轴向内端向着轴向外端套在第二级受拉力体3上,然后将第二级受拉力体3向着轴向内端经第一级受拉力体3的穿过孔4向着轴向内端穿出。然后向着轴向外端移动第一级的受拉力体3和套管5,将第二级的受拉力体3轴向内端露出来且固定在锚固端1。然后将第一级受拉力体3固定在锚固端1,在第一级套管5和锚固端1之间均布多个第一级弹簧,然后在第一级圆台体2和第二级套管5之间均布多个第二级弹簧。
然后将锚固端1锚固在锚孔9底部,将开槽6轴向内部的套管5锚固在锚孔9侧壁上,此处为注浆点二14,将开槽6处的锚孔9内注浆,使得锚孔9侧壁增厚,此处为注浆点三15,使得锚孔9侧壁可以贴合在开槽6处的套管5侧壁上。这样当某个级别的套管5处的岩体发生变形时,则由于该处的开槽6轴向内部的套管5与锚孔9固定连接,则该处岩体变形带动相应的套管5轴向向外移动,套管5轴向向外移动与圆台体2配合,使得开槽6处的套管5径向向外张开,由于开槽6处的套管5紧贴锚孔9,则在其张开过程中不断增大对锚孔9侧壁的压力,使得套管5更加紧固的固定在锚孔9内,而套管5又被内部的圆台体2阻止其进一步向上移动,圆台体2经过受拉力体3固定在底部的锚固端1上,则构成锚固端1阻止受拉力体3轴向向外移动、受拉力体3阻止圆台体2轴向向外移动、圆台体2阻止套管5轴向向外移动、套管5通过与圆台体2的配合不断径向向外扩展增大与锚孔9的摩擦力而进一步阻止该处岩体轴向向外移动。最终达到锚固的效果。
该发明中的受力处均在锚孔9内,不会长期受到风吹日晒,其锚孔9内部环境优于锚孔9外的环境,因此可以增加锚固设备的寿命。其该发明中的锚固是多级锚固,通过检测不同级的受拉力体3的受力程度,可以检测是哪一级别处的岩体发生变形,便于对岩体变形监控和研究。
当轴向内部的第一级处的岩体发生变形时,此时由于是轴向最内部的岩体变形,因此该变形处外部的所有岩体均有发生移动的趋势,因此此时所有级别的受拉力体3均将受力作用。此时的外部的岩体也较重,因此所有受拉力体3将同时承受较重的岩体的重量张拉力,而当某一级处的岩体发生变形时,此时该级别轴向内部的受拉力体3不受力,其轴向外部的所有受拉力体3受力。这种结构,使得外部较重的岩体有更多的受拉力体3控制承受,内部较轻的岩体则有较少的受拉力体3控制承受,这样灵活自适配,不仅增强的锚固强度,且自适应性强,每个受拉力体3均能起到其所应当的作用。同时不是每次都是每级受拉力体3都作用,无形中增强了受拉力体3的寿命。
该实施例中,在每一个套管下部均安装有位移传感器16,最内端的位移传感器16安装在锚固端上,其余位移传感器16另一端安装在圆台体2上。可以给多个位移传感器进行编号,不同编号的位移传感器对应不同的岩层。因为圆台体和锚固端均是固定不动的,而套管5跟随岩体移动,当最下层的岩体体移动时,其上部的多个套管5均跟随移动,可以通过多个套管5带动相应的位移传感器16动作,在电控箱19内安装有供电装置和监测控制器24,该供电装置可以为太阳能供电装置。位移传感器16连接在监测控制器24上,监测控制器连接有无线信号发射装置25,还包括与无线信号发射装置25配合的无线信号接收装置26,无线信号接收装置26连接在监控中心的监测主机27上。
位移传感器16将其位移信号通过无线信号发射装置25、无线信号接收装置26传递给监测主机27,由监测主机27对位移传感器16的位移进行分析或者由技术人员对其进行相应的分析和研究。该位移传感器可以为直线位移传感器。轴向外部某一层的岩体移动,只能带动与其对应的套管以及其轴向外部的套管5移动,这样可以精准的监测到哪一层的岩体的移动,更加利于对岩体的研究,以及预防滑坡的发生。同时监测主机27可以对岩体的位移进行实时监测,当监测其岩土体的位移达到报警值时,监测主机27发出报警提示,该监测主机27可以连接报警器,直接提醒监控室内的工作人员,也可以经过无线网络将报警信息发送到监控人员手机上。当达到报警后,预警人员就会进行一系列紧急处置手段,保证了岩土体周围居民人身财产的安全。同时由于在每一层均有位移传感器,该多个位移传感器同时对多层的岩土体进行监测,大到达报警值时,其可以根据是哪一层的岩体变形,从而预估发生滑坡事故的严重程度,从而更加科学的进行应急处置手段的进行。
多个相邻锚孔9的多个位移传感器16可以安装在通一个电控箱19上,也可以每一个锚孔9内的多个位移传感器连16接一个对应的电控箱19内,在锚孔9外部的岩土体表面上可以固定一个防雨的电控箱19。
同时,岩体变形也有可能是多层岩体处同时断裂,因此对多层岩体同时进行监控,有利于岩体变形的研究以及滑坡预警的判断。
同一个锚杆周围可以设置呈圆周均布的四个声发射传感器23,同一个锚杆周围的四个声发射传感器23分别连接到监测控制器24内,监测控制器24连接有置于电控箱19内的无线信号发射装置25,还包括与无线信号发射装置25配合的无线信号接收装置26,无线信号接收装置26连接在监控中心的监测主机27上。也可以一个区域内的多个锚杆周围的边坡上的声发射传感器23均连接在同一个电控箱19内。边坡岩体在受力破坏过程中其内部会有微破裂发生、扩展和断裂的过程,在该过程中岩体内部会产生声发射现象。监控中心的检测主机基于声发射信号源三维时差定位发射信号源的具体位置,计算比较声发射值和阀值的相关关系,判断边坡岩体危害程度,从而做出相应的预警,实现边坡岩体实时在线安全监测和预警的目的。在该实施例中,每个声发射信号源可以需要四个以上传感器定位,因此四个以上声发射传感器为一组构成声发射传感器阵列用于接收一个声发射信号源的信号。声发射信号传递给电控箱内的监测控制器,然后经无线收发装置发送给监控中心的监测主机,由监测主机对其进行监测即可。
温度传感器21和地下水压力传感器22或湿度传感器分别连接在监测控制器上。当锚孔9内出现地下水层时,监控中心可以实时对所锚固边坡内的温度和地下水压力开展动态监测,当锚孔9内没有出现地下水层露出时,则不安装地下水压力传感器22,而安装湿度传感器。通过温度和地下水压力或湿度的分析,可以一定程度上分析边坡锚固的效果,依据地下水压力传感器22或湿度传感器得到的数据,可以判断地下水压力或湿度对锚固后的边坡的影响程度。当边坡上分布有多处锚固处时,可以在一定范围的多个锚固处之间设置一个电控箱19来控制该多处锚固处的温度传感器21和地下水压力传感器22或湿度传感器。
在受拉力体3底部上开有连通其内部穿过孔的第三通孔20,可以使得地下水或锚孔9内的环境与径向最内端的受拉力体3的穿过孔4内同步,便于温度传感器21、湿度传感器或地下水压力传感器22的监测。
该温度传感器21和地下水压力传感器22或湿度传感器均可以有多个,分别沿着径向最内层的受拉力体3长度方向间隔布置在受拉力体3的穿过孔4内即可。当然地下水压力传感器22也可以固定在锚孔9内的套管外部。根据声发射传感器23、位移传感器16、温度传感器21和地下水压力传感器22或湿度传感器的监测,可以研究地质环境(温度、地下水或湿度)的变化对边坡位移以及应力影响作用规律。
该发明的名称也可以是一种分段位移多级控制负泊松自膨胀与多功能智能监测锚杆装置。
实施例2,在实施例1的基础上,所述锚固端1中心固定有螺杆10,所述螺杆10向着轴向外侧穿过轴向最外端的圆台体2内的穿过孔4,所述螺杆10穿过轴向最外端的圆台体2的部分上套有托盘11,所述托盘11轴向外侧的螺杆10上旋拧有螺母12。
该实施例中的托盘11上可以开一个第四通孔28,将位移传感器的导线从第四通孔28处引出,从而安装在锚孔9外部的电控箱19上。
该实施例中,增加螺杆10,也就是常规的锚固方式,多一级别的防护,可以根据情况进行设置,将螺杆10固定在锚固端1中心处,然后螺杆10轴向外端伸出到锚孔9外,在螺杆10上套上托盘11压在锚孔9外的岩体侧壁上,然后在托盘11轴向外部的螺杆10上套上螺母12。该螺母12在初始状态可以压紧托盘11,直接构成另一级别的锚固。也可以与托盘11之间保持一定距离,作为预防锚固,当岩体变形到一定程度时其带着托盘11与螺母12接触构成锚固。多一级别的锚固增强了锚固的安全性。
实施例3,在实施例1的基础上,所述锚固端1锚固在锚孔9的轴向内端,所述开槽6轴向内侧的套管5侧壁锚固在锚孔9内,所述开槽6处的锚孔9内壁贴着套管5。
这样设置,使得锚孔9侧壁移动时,带着套管5有轴向向外移动的趋势,则套管5配合圆台体2使得套管5轴向外部有张开的趋势,张开后紧贴锚孔9侧壁抓着,增加的膨胀力阻止锚孔9侧壁使得其不向着轴向外部移动,越向外移动则抓得阻力越大越紧,防止开槽6轴向内部的套管5与锚孔9之间的固定在岩体移动过程中断裂而导致整个锚固失效。
实施例4,在实施例1的基础上,所述第一弹性体7和第二弹性体8均为弹簧。
该弹簧的作用是保持套管5与其下部的连接处保持连接,且不影响套管5跟随岩体向上移动。
实施例5,在实施例1的基础上,所述圆台体2和受拉力体3为一体结构。
圆台体2和受拉力体3可以是一体铸造而成。套管5材料可以使用膨胀螺丝的碳钢膨胀管。开槽6处的套管5径向外部可以设置多个摩擦凸点,用来增加与锚孔9侧壁的摩擦。
实施例6,在实施例1的基础上,轴向最内端的受拉力体3之外的受拉力体3均包括插入穿过孔4的插入部301、插入部301轴向外端一体连接的过渡部302,所述过渡部302轴向外端面直径等于轴向最内端的受拉力体3轴向外端直径,所述过渡部302轴向外端和圆台体2连接。
这样设置使得轴向内部的插入部301直径较小,可以插入到穿过孔4内,而过渡部302为了将受拉力体3的直径扩大到与轴向最内端的受拉力体3一致,这样便于一体铸造圆台体2,保证多个级别圆台体2尺寸一致。且相互之间的直径自然过渡,没有轴肩,增强其受力程度。同样的圆台体2,可以保证同样尺寸的套管5。这样同样尺寸的套管5和圆台体2配合,不仅生产便利,且其可以锚孔9侧壁的安装标准一致且作用效果一致。
实施例7,在实施例6的基础上,所述过渡部302呈轴向内小外大的圆台状。
套管轴向内端固定有径向向内伸出的滑动配合在受拉力体上的滑环13。滑环13使得套管轴向内端竖向滑动连接在受拉力体上。

Claims (7)

1.一种多功能及智能监测锚杆装置,包括锚固端(1),其特征在于,所述锚固端(1)轴向外侧间隔布置有多个轴向外大内小的圆台体(2),所述圆台体(2)轴向内端同轴连接有受拉力体(3),所述圆台体(2)轴向外端开有轴向向内穿透受拉力体(3)的穿过孔(4),轴向最内端的受拉力体(3)固定在锚固端(1)上,轴向外侧的受拉力体(3)穿过其轴向内侧相邻的圆台体(2)和受拉力体(3)中的穿过孔(4)固定在锚固端(1)上,所述圆台体(2)轴向内部分上套有轴向内端滑动套在受拉力体(3)上的套管(5),所述套管(5)轴向外端开有多个向着轴向内部延伸的开槽(6),轴向最内端的套管(5)和锚固端(1)之间连接有多个第一弹性体(7),其余套管(5)和其轴向内侧的圆台体(2)之间连接有多个第二弹性体(8);
所述套管(5)下端连接有位移传感器(16)的一端,最下端的套管(5)上的位移传感器(16)另一端连接在锚固端(1)上,其余位移传感器(16)的另一端连接在与其相邻的圆台体(2)端面上,所述位移传感器(16)一侧的套管上开有第一通孔(17),所述套管轴向外部上开有第二通孔(18),还包括安装在锚孔(9)外一侧的电控箱(19),所述位移传感器(16)的导线(29)依次经过其轴向外端的套管(5)的第一通孔(17)、套管(5)内腔、第二通孔(18)连接到电控箱(19)上;
所述受拉力体(3)外圆面底部开有连通穿过孔(4)的第三通孔(20),置于径向最内侧的受拉力体(3)的穿过孔内安装有温度传感器(21),置于径向最内侧的受拉力体(3)内穿过孔4的底部上安装有地下水压力传感器(22)或湿度传感器,温度传感器(21)和地下水压力传感器(22)或湿度传感器连接在电控箱(19)内;
所述锚孔(9)周围均布有多个用于监测声发射信号源的声发射传感器(23),所述声发射传感器(23)连接在电控箱(19)内。
2.根据权利要求1所述的一种多功能及智能监测锚杆装置,其特征在于,所述锚固端(1)中心固定有螺杆(10),所述螺杆(10)向着轴向外侧穿过轴向最外端的圆台体(2)内的穿过孔(4),所述螺杆(10)穿过轴向最外端的圆台体(2)的部分上套有托盘(11),所述托盘(11)轴向外侧的螺杆(10)上旋拧有螺母(12)。
3.根据权利要求1所述的一种多功能及智能监测锚杆装置,其特征在于,所述锚固端(1)锚固在锚孔(9)的轴向内端,所述开槽(6)轴向内侧的套管(5)侧壁锚固在锚孔(9)内,所述开槽(6)处的锚孔(9)内壁贴着套管(5)。
4.根据权利要求1所述的一种多功能及智能监测锚杆装置,其特征在于,所述第一弹性体(7)和第二弹性体(8)均为弹簧。
5.根据权利要求1所述的一种多功能及智能监测锚杆装置,其特征在于,所述圆台体(2)和受拉力体(3)为一体结构。
6.根据权利要求1所述的一种多功能及智能监测锚杆装置,其特征在于,轴向最内端的受拉力体(3)之外的受拉力体(3)均包括插入穿过孔(4)的插入部(301)、插入部(301)轴向外端一体连接的过渡部(302),所述过渡部(302)轴向外端面直径等于轴向最内端的受拉力体(3)轴向外端直径,所述过渡部(302)轴向外端和圆台体(2)连接。
7.根据权利要求6所述的一种多功能及智能监测锚杆装置,其特征在于,所述过渡部(302)呈轴向内小外大的圆台状。
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