[发明专利]基于智能锚具的锚杆轴力远程监测系统及用该系统的监测方法

说明书

本发明涉及基于智能锚具的锚杆轴力远程监测系统，包括智能锚具、处理器、服务器以及接收器，智能锚具与处理器通讯连接，处理器与接收器通讯连接，智能锚具包括锚环、用于夹持锚杆筋体的分体式锚具、用于感测所述锚环的环向应变的应变片以及与应变片连接的数据采集器，锚环套装在分体式锚具外，应变片沿锚环的环向固定在锚环的锁环外壁中心。本发明适用于采用锚索及可回收锚索的锚固工程，具有结构简单，操作方便，安全可达的优点。

技术领域

本发明涉及一种基于智能锚具的锚杆轴力远程监测系统及采用该系统的监测方法，适用于临时性锚固工程中锚杆轴力的远程监测。

背景技术

工程建设中，岩土锚固工程越来越多，锚杆在使用阶段的实际受力太低、太高及异常变化均对锚杆锚固工程的稳定有重要影响，因此，锚杆轴力大小的监测对锚固工程的安全极其重要。

目前，对锚杆轴力的监测主要是在锚头安装振弦式测力计，定期采用采集器现场采集数据计算轴力，尽管能较好地对锚杆轴力进行监测，但是仍存在以下主要问题：(1)测力计十分昂贵，一般一支测力计的市场价格在900-5000元，不利于在一项锚固工程中大量使用；(2)属于一次性消耗产品，测力计需要安装固定在锚具下面，而一般工程中采用锚具式锚具，且为避免锚头钢绞线干扰后续施工，一般将锚头钢绞线截断，无法拆除锚具，导致测力计无法拆卸重复使用；(3)测力计监测锚杆数量十分有限，由于测力计贵，且基本属于一次性消耗品，在实际工程中，普遍采用仅仅对预估最危险的1-3个断面的竖向一列锚杆进行轴力监测，导致其余绝大多数锚杆轴力变化处于失控状态，对工程安全的监控与防护极其不利；(4)测力计尺寸较大，需要占用一定的净空，导致围护结构至地下结构净空加大，增加了土方开挖工程量，延长了工程工期；(5)不能实时自动化远程监测，人工监测锚杆轴力难以实时监测，遇到锚杆轴力变化异常时，人工监测可能滞后，导致无法及时预警；另外，在特殊条件下，如暴雨、施工环境恶化等，开展人工监测可能危及技术员人身安全。

有鉴于此，本发明人对智能锚具及其监测系统和方法进行深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于智能锚具的锚杆轴力远程监测系统及其监测方法，其具有成本低、能够保障工程安全的优点。

为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：

基于智能锚具的锚杆轴力远程监测系统，包括智能锚具、处理器、服务器以及接收器，智能锚具与处理器通讯连接，处理器与接收器通讯连接，智能锚具包括锚环、用于夹持锚杆筋体的分体式锚具、用于感测所述锚环的环向应变的应变片以及与应变片连接的数据采集器，锚环套装在分体式锚具外，应变片沿锚环的环向固定在锚环的锁环外壁中心。

作为本发明的一种优选方式，所述处理器通过无线通讯方式与所述数据采集器通讯连接，处理器连接服务器，服务器通过无线通信方式与接收器连接。

作为本发明的一种优选方式，所述接收器为Pad、智能手机、PC。

作为本发明的一种优选方式，所述锚环包括第一锚环和第二锚环，第一锚环和第二锚环通过连接件锁定在一起，第一锚环和第二锚环围成用于安装分体式锚具的锚具安装槽。

作为本发明的一种优选方式，还包括补偿片，补偿片沿所述锚环的轴向固定在锚环的锁环外壁，补偿片连接至所述数据采集器。

作为本发明的一种优选方式，所述分体式锚具包括两片相同的第一分体式锚具和一片第二分体式锚具，第二分体式锚具设置在两片第一分体式锚具之间，所述第一分体式锚具上设置有第一半锥孔和第一半穿筋孔，所述第二分体式锚具的两侧均设置有与第一半锥孔匹配的第二半锥孔和与第一半穿筋孔匹配的第二半穿筋孔，第一半锥孔和第二半锥孔围成锥孔，每根所述钢绞线通过两片夹片安装在锥孔中。

作为本发明的一种优选方式，所述第一锚环和所述第二锚环均包括半圆形的锁环和设置在所述锁环的两端的锁耳，所述锁耳上设置有螺栓穿孔，所述连接件为螺栓和螺母。