[发明专利]NPR锚索恒阻体运行速度及位移测量器

说明书

一种NPR锚索恒阻体运行速度及位移测量器，其包括：框架，具有一个开口，用于套设在锚索的外围；支架，为多个，设于所述框架开口的内壁；滚轮，为多个，分别设于所述支架的端部，用于紧贴锚索的表面滚动；传感器，与所述滚轮连接，用于检测所述滚轮的滚动速度和滚动路程。NPR锚索在拉伸过程中，由于恒阻体对套筒壁的作用，套筒会发生一定量的膨胀，由于套筒的膨胀过程是缓慢发生的，并随着恒阻体的运动速度和位移而产生，本发明则基于该膨胀，测量出膨胀的速度和膨胀位移点，并由滚轮感知该膨胀及膨胀位移点，进而计算出恒阻体的速度和位移，为研究锚索的能量提供可靠依据。

技术领域

本发明涉及NPR锚索运行参数检测技术领域，特别涉及一种NPR锚索恒阻体运行速度及位移测量器。

背景技术

当前深基坑、深部开采以及高边坡的防护及监测中，锚索的使用非常频繁且普遍，然而在一些工程条件下，一般锚索并不适应，例如在高应力的巷道，一般锚索的变形量是一定的，当变形量大于本身的变形范围后，其力学性能会大大降低，同时也会破坏；在高边坡上加固的锚索，会由于大的冲击而破断，从而失去本身的性能。这两方面的局限性称为锚索发展的瓶颈，众多研究单位和人员将时间、精力和资金投入在研发可以承受大变形和大的拉伸强度的新型锚杆（索）上。其中比较有代表的包括：挪威研发的D型锚杆、澳大利亚研发的Roofex大变形锚杆、瑞典研发的无套管大变形锚杆以及中国研发的H型大变形锚杆、可缩式长锚索、恒阻大变形锚杆（索）（NPR锚杆或锚索）。在锚索的研发过程中，一定需要对锚索的力学特性、变形特性、破坏情况等，一些影响锚索属性的实验研究，实验研究的方法包括冲击试验、压缩试验和静力拉伸试验。

当前主要集中在对NPR锚索的静力拉伸试验研究，在实验过程中，发现NPR锚索具有大变形、高恒阻、吸能的作用，其中吸能是由试验机对锚索所作用的拉力，并伴随着大量热能的产生。在研究热能产生的机理方面，运用了激光测温仪和热红外成像仪，可以清楚的看到锚索在拉伸过程中，有明显的热能产生，但是这些情况仅是能量的表现形式，只能为研究锚索能量提供一定的表象资料，对于锚索内部如何做功以及锚索做功的状态并不能提供，依据这两种问题，需要按照锚索自身的形状和运动规律设计与其相适应的测试设备。又，由于NPR锚索的恒阻体在套筒内部，恒阻体在套筒内运动的过程中，其与套筒内壁摩擦产生大量的热量，但是在套筒内部测量恒阻体的运动过程，可行性基本为零。

发明内容

本发明的目的在于提供一种NPR锚索恒阻体运行速度及位移测量器，以实时测量恒阻体在锚索内部的位移及速度。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种NPR锚索恒阻体运行速度及位移测量器，其包括：框架，具有一个开口，用于套设在锚索的外围；支架，为多个，设于所述框架开口的内壁；滚轮，为多个，分别设于所述支架的端部，用于紧贴锚索的表面滚动；传感器，与所述滚轮连接，用于检测所述滚轮的滚动速度和滚动路程。

优选地，所述框架呈弧形，并且所述框架的一侧还设有用于防止所述框架倾斜的支撑架、支撑轮，所述支撑架的一端连接于所述框架、另一端设置所述支撑轮，所述支撑轮用于在锚索的表面滚动。

优选地，所述支架包括第一类型支架、第二类型支架，所述第一类型支架为长度可伸缩结构，所述第二类型支架为刚性结构，并且所述第一类型支架设于所述框架开口内壁的两侧，所述第二类型支架设于所述框架开口内壁的顶部。

优选地，所述第一类型支架包括两个第一支腿、第一轮轴，相应的所述滚轮设于所述第一轮轴上，所述第一轮轴的两端分别设于所述两个第一支腿的一端，所述两个第一支腿的另一端固定于所述框架上；所述第二类型支架包括两个第二支腿、第二轮轴，相应的所述滚轮设于所述第二轮轴上，所述第二轮轴的两端分别设于所述两个第二支腿的一端，所述两个第二支腿的另一端固定于所述框架上；其中，第一支腿包括伸缩件，所述第二支腿为穿过所述框架的螺柱、位于所述框架内壁的调节螺母、位于所述框架外壁的固定螺母。