[发明专利]一种锚杆轴力可视化监测预警装置及其监测预警方法

说明书

本发明公开了一种锚杆轴力可视化监测预警装置及其监测预警方法，解决了现有锚杆轴力监测装置存在的成本高昂、操作繁琐、适用范围有限等技术问题。本发明包括顶盖和底盖，锚杆穿过顶盖和底盖，锚杆的端部设置有螺母，顶盖和底盖夹持在螺母与岩体之间，顶盖和底盖之间设置有转轴和压缩弹簧，转轴的两端分别与顶盖和底盖转动连接，转轴与顶盖或/和底盖之间设置有发条弹簧，转轴上设置有滑槽，滑槽的槽底为回转坡面，顶盖或底盖上设置有与回转坡面顶接的滑动柱，转轴上设置有扇叶，扇叶上设置有预警标识，顶盖或/和底盖上设置有与预警标识相对应的监测孔。本发明成本低、操作简单、适用范围广。

技术领域

本发明属于轴力监测装置技术领域，特别是指一种锚杆轴力可视化监测预警装置及其监测预警方法。

背景技术

锚杆是岩土体加固的杆件体系结构，一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中，通过锚杆杆体的纵向拉力作用，实现岩土体的稳定。在锚杆支护的边坡、基坑、矿山、矿井、隧道以及地下工程等领域服务期内，及时准确的对锚杆支护质量进行监测，对结构的稳定以及工程的安全具有十分重要的意义。

为实现准确有效地监测锚杆轴力，诸多研究人员提出了大量的监测原理和方法，如光纤光栅锚杆测力计、无源型矿用锚杆轴向力监测装置、电阻应变计测力锚杆、液压枕式测力锚杆等。现有的监测装置普遍存在以下几方面问题：1、精密的仪器设备造价高，成本高昂；2、设备安装和数据采集过程繁琐；3、上述的各类监测装置大多需要供电，受外部供电系统稳定的影响较大。

结合工程实际，锚杆工作环境和工作状态较为复杂，其轴力在设定工作阈值内时为安全状态，低于或高于阈值范围则应进行预警干预，工作阈值范围的监测能够有效减少结果采集、存储和后期分析的成本。因此，采用简单的、可视化的、无需电源的、适用范围广的监测装置显得尤为重要。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种锚杆轴力可视化监测预警装置及其监测预警方法，解决了现有锚杆轴力监测装置存在的成本高昂、操作繁琐、适用范围有限等技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种锚杆轴力可视化监测预警装置，包括顶盖和底盖，锚杆穿过顶盖和底盖，锚杆的端部设置有螺母，顶盖和底盖夹持在螺母与岩体之间，顶盖和底盖之间设置有转轴和压缩弹簧，转轴的两端分别与顶盖和底盖转动连接，转轴与顶盖或/和底盖之间设置有发条弹簧，转轴上设置有滑槽，滑槽的槽底为回转坡面，顶盖或底盖上设置有与回转坡面顶接的滑动柱，转轴上设置有扇叶，扇叶上设置有预警标识，顶盖或/和底盖上设置有与预警标识相对应的监测孔。

进一步地，所述扇叶上的预警标识包括至少一个轴力阈值区间，通过检测孔观察到的轴力阈值区间，可以直接得出锚杆轴力是否异常，进而做出对锚杆做出调整。

进一步地，不同轴力阈值区间设置有不同图案，所述图案包括条形码或/和二维码或/和图像，图案的形式可以为任意形式，只要能够满足区别需求即可。

进一步地，所述图案包括涂抹图案或/和印刷图案或/和雕刻图案，根据施工环境对监测预警装置的不同影响，可以选用不同的图案制作方式，保证监测预警的可靠性和持久性。

进一步地，所述转轴的中心设置有轴孔，顶盖上设置有与轴孔转动配合的上限位轴，底盖上设置有与轴孔转动配合的下限位轴。

进一步地，所述滑槽开设在转轴的外缘且为外侧壁开放式结构，不仅加工制造简单，而且便于调试安装和维修。

进一步地，所述滑槽绕转轴的轴线回转设置，在便于转轴灵活转动的同时，也便于计算出对应的轴力阈值区间。

进一步地，所述滑槽的回转坡面朝向顶盖，所述滑动柱设置在顶盖上，这样的配合结构便于调试和维护。

进一步地，所述发条弹簧套设在转轴上，保证转轴自动回位便捷的同时节约了安装空间；底盖上设置有弹簧夹，发条弹簧的固定端与弹簧夹相连。