[发明专利]预应力测力锚杆及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测力装置，特别涉及一种用于矿山等岩土工程领域的预应力测力锚杆及使用方法。

背景技术

锚杆广泛应用于煤巷支护、边坡加固、隧道支护等岩土工程领域，为了研究锚杆在上述工程中的作用机理及受力情况等问题，发明了测力锚杆并在实际工程中得到大量应用，其可用于验证优化设计参数、改进施工技术或者破坏机理的研究等。如申请号为02255332.0的专利，公开了一种直读式测力锚杆，在实际使用中无法施加预应力，不能真实反映工程中预应力锚杆的实际受力环境，从而无法对预应力锚杆的受力状态进行监测分析。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单、使用方便的可施加预应力的测力锚杆及使用方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种预应力测力锚杆，包括锚杆、螺母、托盘、电阻应变传感器、电阻应变仪、导线、测量接口、保护外壳、端盖组成；所述锚杆两侧设置有纵向凹槽；所述凹槽内安装有电阻应变传感器；所述电阻应变传感器的通过导线依次与测量接口和电阻应变仪连接；所述测量接口安装在保护外壳内；所述保护外壳焊接在锚杆一端；所述端盖盖在保护外壳上；所述锚杆焊接有保护外壳的一端的杆体上设置有螺纹，杆体带螺纹部分装配有螺母和托盘。

在使用时，将测量接口与电阻应变仪连接，通过电阻应变仪得到电阻应变传感器初始值；然后将测力锚杆置入到岩体的钻孔内，并通过锚固剂固定在岩体中；转动螺母对锚杆施加预应力，预紧扭矩大小模拟实际工程中所施加的扭矩大小，记录预应力施加完成后的电阻应变仪读数，根据实验室标定结果以及施加预应力前后的应变值，测量得到锚杆的轴向力从而得到工程中现有条件下锚杆的预应力施加情况；同时，在施工过程中定时监测，通过测量电阻应变传感器的应变变化值并根据标定结果，得到预应力锚杆在施工过程中的荷载大小变化。

在实际工作时，锚杆型号根据工程实际情况选择，其与工程中所用锚杆型号一致。

本发明相对于现有技术的优点为：

（1）本发明安装方便、易于操作，可广泛应用于水利、交通、矿山等地下工程领域；

（2）本发明根据工程实际选用型号相同的锚杆作为杆体，而不是单纯的使用螺纹钢，使测力锚杆与工程中所用锚杆具有相同的物理力学性质，所测数据更能真实的反映工程中其它锚杆的受力情况；

（3）本发明具备施加预应力的功能，可使测力锚杆与工程中使用的预应力锚杆处于相同的受力环境，可对工程中现有条件下锚杆的预应力施加情况以及预应力锚杆在使用过程中的预应力损失和受力大小等进行监测，这是现有技术所无法实现的。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图。

图2为本发明实施例的使用示意图。

图例说明：1—锚杆；2—螺母；3—托盘；4—电阻应变传感器；5—导线；6—测量接口；7—保护外壳；8—端盖；9—电阻应变仪；10—锚固剂；11—钻孔。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本发明做进一步详细说明。

参照附图1和附图2，一种预应力测力锚杆，包括锚杆1、螺母2、托盘3、电阻应变传感器4、电阻应变仪9、导线5、测量接口6、保护外壳7、端盖8；所述锚杆1两侧设置有纵向凹槽；所述纵向凹槽内安装有电阻应变传感器4；所述电阻应变传感器4的通过导5线依次与测量接口6和电阻应变仪9连接；所述测量接口6安装在保护外壳7内；所述保护外壳7焊接在锚杆1一端；所述端盖8盖在保护外壳7上；所述锚杆1焊接有保护外壳7的一端的杆体上设置有螺纹，杆体带螺纹部分装配有螺母2和托盘3。

在使用时，将测量接口6与电阻应变仪9连接，通过电阻应变仪9得到电阻应变传感器4初始值；然后将预应力测力锚杆置入到岩体的钻孔11内，并通过锚固剂10固定在岩体中；转动螺母2对锚杆1施加预应力，预紧扭矩大小模拟实际工程中所施加的扭矩大小，记录预应力施加完成后的电阻应变仪9读数，根据实验室标定结果以及施加预应力前后的应变值，测量得到锚杆1的轴向力从而得到工程中现有条件下锚杆的预应力施加情况；同时，在施工过程中定时监测，通过测量电阻应变传感器4的应变变化值并根据标定结果，得到预应力锚杆在施工过程中的荷载大小变化。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。