[实用新型]一种基于GFRP‑OFBG智能复合筋的测力锚杆

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测力锚杆，适用于煤矿的巷道、隧道、基坑、边坡等的锚杆受力监测领域。

背景技术

测力锚杆是为了研究锚杆在煤巷支护、边坡加固、隧道支护等岩土工程中的作用机理及受力情况等问题而研发出来的一种工程测力装置，目前，测力锚杆主要有电阻应变式和钢弦式，其中，电阻应变式测力锚杆应用较为广泛，但其使用的传感器的抗干扰能力不强、稳定性不高，并且灵敏度低、测量精度不高。光纤光栅传感技术是随着光纤光栅制作技术的发展而崛起的一种崭新的传感技术，其传感器具有抗电磁干扰、抗腐蚀、电绝缘、高灵敏度等优点，并且耐高温、高压，安全可靠，具有广阔的应用前景。

光纤光栅自问世以来，已广泛应用于光纤传感领域。光纤光栅传感器属于光纤传感器的一种，基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格波长的调制来获取传感信息，是一种波长调制型光纤传感器。光纤光栅传感器主耍用于测量温度、应变、压力．液位、位移、加速度等物理量。由于光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、抗腐蚀、电绝缘、高灵敏度和低成本以及和普通光纤的良好的兼容性等优点，所以现在越来越受关注。

光纤光栅传感器可以实现对温度、应变等物理量的直接测量。由于光纤光栅波长对温度与应变同时敏感，即温度与应变同时引起光纤光栅耦合波长移动，使得通过测量光纤光栅耦合波长移动无法对温度与应变加以区分。

发明内容

本实用新型针对光纤光栅传感器使用过程中容易断裂，光纤光栅波长对温度与应变同时敏感、使得通过测量光纤光栅耦合波长移动无法对温度与应变加以区分，测力锚杆两侧开槽放置光纤光栅传感器，锚杆受损伤严重的问题，提供了一种对锚杆损伤小，降低了温度对测量结果的影响的基于GFRP-OFBG智能复合筋的测力锚杆，它具有抗电磁干扰、高灵敏度、耐高温、高压等优点。

本实用新型所述的一种基于GFRP-OFBG智能复合筋的测力锚杆，在中空的锚杆杆体1的中心孔内设置钢管2和两根玻璃纤维光纤光栅智能复合筋GFRP-OFBG4，两根智能复合筋GFRP-OFBG4分别位于钢管2的内外，钢管2内径大于钢管内部的智能复合筋GFRP-OFBG4直径；在钢管外部的中心孔内填充的黏合剂3把钢管2、钢管2外部的智能复合筋GFRP-OFBG4、锚杆杆体1固定连接成一体；与两根智能复合筋GFRP-OFBG4分别相连的接线口7位于锚杆杆体1的一端。

作为对上述测力锚杆的进一步改进，它还包括由接线座底座8₂、接线座前盖8₁组成的接线座，接线座底座8₂连接在锚杆杆体端部外周，接线座前盖8₁通过螺钉与接线座底座8₂固定，接线口7固定在接线座前盖8₁上。

作为对上述测力锚杆的进一步改进，中心孔直径为锚杆杆体外径的0.5倍。

作为对上述测力锚杆的进一步改进，钢管2内径比钢管内部的智能复合筋GFRP-OFBG4直径大2mm。

作为对上述测力锚杆的进一步改进，黏合剂3为环氧树脂黏合剂。

作为对上述测力锚杆的进一步改进，钢管2为不锈钢钢管。

玻璃纤维光纤光栅智能复合筋GFRP-OFBG是一种现有材料，其是将光纤光栅应变传感器埋没在GFRP筋中形成GFRP—OFBG复合筋，纤维筋可以对光纤光栅传感器起到很好的保护作用。在锚杆杆体中开中心孔，内置玻璃纤维光纤光栅智能复合筋，中心孔对锚杆造成损伤较小。

钢管内的GFRP-OFBG只感受温度的变化。钢管外的GFRP-OFBG在锚杆中心孔内与锚杆全长固定与锚杆同步拉伸，同时受到温度和应力的变化。GFRP-OFBG的输出电信号通过与接线口相连的信号传输设备传送到计算机进行数据处理，实现对测力锚杆的温度补偿。

本实用新型的有益效果：基于GFRP-OFBG智能复合筋的测力锚杆由于光纤光栅传感器位于锚杆中心孔内，相比两侧开槽对锚杆损伤小很多；降低了温度对测量结果的影响；具有抗电磁干扰、高灵敏度、耐高温、高压等优点。

附图说明

图1为基于GFRP-OFBG智能复合筋的测力锚杆施工效果图；

图2为图1中的测力锚杆端部A的纵剖面图；

图 3为图1中的测力锚杆端部I-I的横剖面图。