[发明专利]用于格构锚杆支护路堑的监测系统及监测方法

说明书

本发明提供了一种用于格构锚杆支护路堑的监测系统，包括：格构梁变形监测单元、锚杆受力监测单元和路堑深部位移监测单元；本发明还提供一种利用上述监测系统的监测方法，本发明所提供的用于格构锚杆支护路堑的监测系统与现有的监测系统相比较，结合格构梁、锚杆、路堑岩土体的受力或变形特征，利用分布式和分散式监测设备的各自特点，对格构梁变形、锚杆拉力和岩土体深部位移进行监测。

技术领域

本发明属于岩土工程监测检测技术领域，具体涉及用于格构锚杆支护路堑的监测系统。

背景技术

格构(梁)锚杆支护体系由钢筋混凝土格构与土层锚杆两部分组成的支护系统，由于该支护方法的施工便利和经济实用，其在公路、铁路等线路工程中的路堑和路堤坡面加固处理中得到广泛应用。同时，由于岩土体自身力学性质的复杂性和外界影响因素的多边形，基于静态设计的格构锚杆系统往往容易发生失效，使得支护结构和支护对象发生破坏失稳，从而造成生命财产损失和不良社会效应。因此，有必要在格构锚杆支护系统施工过程和施工完成后对结构和支护对象进行全面实时监测，以掌握系统的运行情况和支护效果，出现破坏趋势时及时进行预警和补救。

岩土工程监测方法可根据布置特点分为分散式和分布式两类。分散式仪器的监测量程较大，能对大变形和大荷载进行有效测量，但其抗干扰能力偏弱；分布式设备安装简单，防水防腐蚀性能较好，但其量程较小，容易发生断裂失效。目前，线路工程中路堑支护体系的监测以传统的分散式监测方法为主，如各类电阻式、振弦式和电感式的应力应变测试仪器。同时分布式监测系统在上述支护体系监测中也开始逐渐推广应用，如各类光纤光栅设备。考虑到施工的便利性和施工成本，工程实践中往往才有单一的分布式或者分散式监测。由于格构锚杆支护路堑中格构、锚杆和路堑均表现出不同的受力和变形特征，单一的分散式或者分布式监测方法往往容易引起局部监测的失效，因此针对此类工程有必要根据监测对象特点采用综合监测方法。

发明内容

鉴于以上存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于格构锚杆支护路堑的监测系统，能够解决背景技术中存在的问题。

为此，本发明采用如下解决方案：

用于格构锚杆支护路堑的监测系统，包括框架式格构梁以及锚杆，所述监测系统包括：

-格构梁变形监测单元，用于监测格构梁表面的变形量；

-锚杆受力监测单元，用于监测锚杆的拉拔力，从而判断锚杆的运行状态；

-路堑深部位移监测单元，用于监测格构锚杆支护后岩土体变形在不同深度的分布和演化特征。

优选地，所述格构梁变形监测单元包括传感光纤、光时域反射仪、跳线和FC/PC光纤连接器，传感光纤一端与光时域反射仪连接，监测传感光纤沿格构梁各交叉点的连线应变分布。

优选地，所述传感光纤通过在格构梁表面刻槽后埋入，使用环氧型胶黏剂将传感光纤和格构梁表面连接，所述传感光纤未埋入格构梁部分熔接上跳线，采用金属波纹管保护。

优选地，所述传感光纤末端通过FC/PC光纤连接器与光时域反射仪连接，接口处采用的紧固方式为螺丝扣。

优选地，所述锚杆受力监测单元包括振弦式锚杆应力计、应力计电缆、振弦式读数仪和连接杆，格构梁内设有锚杆钻孔，锚杆位于锚杆钻孔内，锚杆的锚头深入水泥砂浆体内，锚杆的末端伸出于所述格构梁表面之外，其上设有螺帽，锚杆上设置连接杆，振弦式锚杆应力计规格与锚杆直径配套，振弦式锚杆应力计通过连接杆与锚杆采用对焊方式连接，并通过应力计电缆与振弦式读数仪连接。