[发明专利]锚索式岩体应力应变检测系统及方法

权利要求书

1.锚索式岩体应力应变检测系统，其特征是：包括应力应变检测单元（1），应力应变检测单元（1）内设有锚索检测单元（2）和信息处理及发射单元（3），锚索检测单元（2）和信息处理及发射单元（3）电连接，信息处理及发射单元（3）通过无线信号和无线接收单元（4）连接，无线接收单元（4）连接有工业PC（5）；

锚索检测单元（2）结构为：包括与岩体固定连接的锚固座（21）和张拉座（22），锚固座（21）和张拉座（22）之间设有固定连接的锚索（24），锚索（24）通过锚具（25）和两端的锚固座（21）和张拉座（22）固定，张拉座（22）端设有应力传感器（23），锚索（24）和张拉座（22）之间设有位移传感单元（26），应力传感器（23）和位移传感单元（26）与信息处理及发射单元（3）电连接；

或者锚索检测单元（2）结构为：包括与岩体固定连接的锚索导向帽（27）和张拉座（22），锚索导向帽（27）和张拉座（22）之间设有固定连接的锚索（24），锚索导向帽（27）和与其连接的岩体内的锚索（24）通过混凝土固定，张拉座（22）端的锚索（24）通过锚具（25）固定，张拉座（22）端设有应力传感器（23），锚索（24）和张拉座（22）之间设有位移传感单元（26），应力传感器（23）和位移传感单元（26）与信息处理及发射单元（3）电连接；

所述的位移传感单元（26）结构为：在锚索（24）上固定有锚索箍套（261），锚索箍套（261）上连接有应力拉杆（262），应力拉杆（262）与张拉座（22）端的位移杆（263）连接，位移杆（263）与张拉座（22）滑动连接，位移杆（263）与张拉座（22）上固定的位移检测器(264)连接。

2.根据权利要求1所述的锚索式岩体应力应变检测系统，其特征在于，所述的应力拉杆（262）与位移杆（263）的连接结构为：在应力拉杆（262）的端部设有球头（265），应力拉杆（262）上设有连接板（266），位移杆（263）端部设有球头连接部（267），球头连接部（267）上设有与球头（265）对应的球形凹槽，连接板（266）与球头连接部（267）固定连接，位移杆（263）尾端固定连接有位移读数头（268）。

3.根据权利要求1所述的锚索式岩体应力应变检测系统，其特征在于，所述的信息处理及发射单元（3）包括：与应力传感器（23）和位移传感单元（26）电连接的变送单元（32），变送单元（32）与A/D转换及处理单元（31）的输入端连接，A/D转换及处理单元（31）的输出端与无线发射单元(33)连接，信息处理及发射单元（3）由太阳能供电单元（34）供给电源。

4.根据权利要求1所述的锚索式岩体应力应变检测系统，其特征是：所述的位移检测器(264)采用光栅尺或者磁栅尺。

5.根据权利要求1所述的锚索式岩体应力应变检测系统，其特征是：所述的应力应变检测单元（1）在岩体上设置有多个，均与工业PC（5）通过无线信号连接。

6.使用上述权利要求1所述锚索式岩体应力应变检测系统的一种检测方法，检测的具体步骤为：

步骤一：根据需要检测应力应变处岩体的具体结构决定采取何种形式的锚索检测单元（2），记录此处的海拔、经纬度等物理信息，根据使用的锚索检测单元（2）在岩体上开凿锚定预埋孔；

步骤二：对预埋孔进行一次混凝土浇灌并进行测量作业，使预埋孔内形成方便锚索检测单元（2）安装的水平或竖直面；

步骤三：待一次浇灌混凝土凝固后，将锚索检测单元（2）置于混凝土作业面上，调整水平，进行二次混凝土浇灌；

步骤四：待二次浇灌混凝土凝固后，对张拉座（22）端的锚索（24）进行张拉作业，直至达到该处的设定张拉应力；

步骤五：将信息处理及发射单元（3）在锚索检测单元（2）附近固定安装好，将锚索检测单元（2）与信息处理及发射单元（3）连接好，供电并在信息处理及发射单元（3）设定好该处岩体的I/O地址；

步骤六：将工业PC（5）开机，建立与应力应变检测单元（1）的通讯，根据各信息处理及发射单元（3））的I/O地址登记各海拔、经纬度等物理信息，并根据各处的应力和应变量生产相应的应力应变关系图，可根据各处的海拔、裂隙带、地理位置之间的关系生成相应的三维裂隙图表，也可根据时间的推移生成应力应变演变图。