[实用新型]一种基于含水量和应力变化调节锚固作用的锚杆

说明书

本实用新型公开了一种基于含水量和应力变化调节锚固作用的锚杆，锚杆上套装有用于对其施加张拉力的应力调节托盘，所述锚杆上加工有外螺纹，所述外螺纹上缠绕有用于输送发泡剂的发泡剂输送管，所述发泡剂输送管上设置有用于释放出发泡剂的发泡剂喷发口；所述外螺纹上缠绕有光纤，所述锚杆上粘贴有用于监测锚杆与岩体之间应力的应力应变传感器和用于监测锚杆与岩体间隙含水率的含水量检测传感器；所述应力应变传感器通过光纤与设备控制端相连，所述含水量检测传感器通过信号线与设备控制端相连。此锚杆能够对锚杆与岩体之间的应力进行实时监测，并获取岩体破坏的方式，及时对失去中间薄层的相邻岩体间进行填补。

技术领域

本实用新型属于锚杆装置领域，具体涉及一种基于含水量和应力变化调节锚固作用的锚杆。

背景技术

三峡工程运营以来，充分的发挥了其航运、防洪、发电的功用，带来了巨大的经济效益。而在其运营过程中，也面临着较多的工程岩体问题，其中最为严峻的则是消落带处岩体的安全稳定问题。三峡库区的水位会随着季节的交替发生周期性变化，形成高度约为30m的消落带，消落带中的岩体则随之经历周期性的干湿交替，极易累积损伤，造成岩体安全问题。且由于库区的跨度较大，消落带中的岩体结构也是复杂多样的，顺倾向层状岩体便是其中较为常见的结构之一。这类岩体在经历周期性干湿交替时，层间胶结随干湿交替而减弱，使得薄层状岩体逐渐脱离岸坡，形成局部层间脱空。失去中间薄层的相邻岩体一方面在水位上升时与水接触面积变大，一方面失去依附能力，易发生脱落从而影响岩体稳定性。

锚杆作为常用的岩体加固手段，广泛的应用于各类工程岩体的防治工程中。现有传统锚杆，一方面可通过调整锚杆的结构来增强锚杆与岩体间摩擦力，或调整锚杆与岩体间胶结材料来增强锚杆与岩体间粘结力，进而达到加强锚固作用。然而其在加固后岩体发生裂隙或者脱落时，不能有效保护岩体安全稳定，实现对消落带的长期安全稳定。

另一方面可通过对锚杆进行应力监测来预警，针对锚杆进行应力监测一般是用光纤光栅，可将光纤植入到纤维增强树脂锚杆中，也可将光纤光栅布设与锚杆外表面，同锚杆一起施工。锚杆的应力变化被监测到，发出预警，然而存在着功能性单一和作用时效性短等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于含水量和应力变化调节锚固作用的锚杆，此锚杆能够对锚杆与岩体之间的应力进行实时监测，并获取岩体破坏的方式，及时对失去中间薄层的相邻岩体间进行填补，以达到加固岩体的目的，保证了岩体的安全稳定性。

为了实现上述的技术特征，本实用新型的目的是这样实现的：一种基于含水量和应力变化调节锚固作用的锚杆，它包括锚杆，所述锚杆上套装有用于对其施加张拉力的应力调节托盘，所述锚杆上加工有外螺纹，所述外螺纹上缠绕有用于输送发泡剂的发泡剂输送管，所述发泡剂输送管上设置有用于释放出发泡剂的发泡剂喷发口；所述外螺纹上缠绕有光纤，所述锚杆上粘贴有用于监测锚杆与岩体之间应力的应力应变传感器和用于监测锚杆与岩体间隙含水率的含水量检测传感器；所述应力应变传感器通过光纤与设备控制端相连，所述含水量检测传感器通过信号线与设备控制端相连。

所述发泡剂输送管的进口与发泡剂储存喷发装置相连，所述发泡剂储存喷发装置与用于控制其开启的设备控制端相连。

锚固时，所述应力调节托盘与岩体表面接触并提供锚固压力，且在收到设备控制端信号后，调节锚固压力。

所述锚杆上并位于应力调节托盘所在一端开设有安装槽，所述发泡剂输送管、信号线和光纤的端头都穿过安装槽之后与设备控制端相连；所述发泡剂输送管、信号线和光纤都用高强度树脂材料作为保护层。

位于同一圈的外螺纹上的发泡剂喷发口呈四个方向均布。

所述应力应变传感器和含水量检测传感器通过高强度树脂粘贴在锚杆的外表面。

本实用新型有如下有益效果：