[发明专利]预埋分布式光纤的锚固体制作装置及方法

权利要求书

1.一种预埋分布式光纤的锚固体变形监测方法，其特征在于，所述锚固体采用预埋分布式光纤的锚固体制作装置制备，该装置包括振动台(9)、分布式光纤、固定支架(3)、底座支架(4)、大底盘(8)、小底盘(7)、模具(6)、圆钢柱(5)、锚杆定位器(14)；所述振动台(9)上安装固定支架(3)、底座支架(4)；底座支架(4)为张设分布式光纤留出底部空间；固定支架(3)用于固定模具(6)；大底盘(8)安装在底座支架(4)上，用于承载小底盘(7)以及模具(6)；所述模具(6)为圆柱形对开结构，下端嵌套于小底盘(7)上，上端开口用于浇筑类围岩基体；所述小底盘(7)用于定位圆钢柱(5)以及封堵模具底部，小底盘(7)的中心孔内径与圆钢柱(5)的外径相同，小底盘(7)上开设有用于导出分布式光纤的小底盘小孔(10)；所述锚杆定位器(14)为锥形壳体，与振动台配合使用将锚杆(1)定位在锚孔中心，锚杆定位器(14)安装于固定支架(3)与小底盘(7)之间，其开口端位于小底盘(7)中心孔下侧，其侧面开设小孔用于导出分布式光纤；

所述方法包括如下步骤：

步骤一：使用预埋分布式光纤的锚固体制作装置制作锚固体试件；安装好振动台(9)，沿圆钢柱(5)轴向张设分布式光纤A(111)，向模具(6)内浇筑混凝土或水泥砂浆，开启振动台(9)充分振捣，待凝固一天后脱模，使用穿心式千斤顶取出圆钢柱(5)，制成类围岩基体，此时分布式光纤A(111)已经埋入类围岩基体；

步骤二：取下振动台上的模具(6)与圆钢柱(5)，安装锚杆定位器(14)，将养护好的类围岩基体放在小底盘(7)上，使用固定支架(3)固定，在类围岩基体的锚孔内张设分布式光纤B(112)，再灌注水泥砂浆锚固剂，开启振动台充分振捣，此时，分布式光纤B(112)已经埋入锚固剂中；在锚杆上开槽，完成分布式光纤C(113)的埋设；再将埋设有分布式光纤C(113)的锚杆(1)沉入水泥砂浆直到锚杆定位器底部(14)，待水泥沙浆养护好即制作完成预埋分布式光纤的锚固体试件；

步骤三：将锚固体里的锚杆、锚固剂、类围岩基体的分布式光纤C、B、A(113、112、111)首尾熔接，使其呈S型布设，将预埋有分布式光纤(11)的锚固体试件置于拉拔试验机(24)中，并在锚固体试件拉拔端依次安装开槽垫片(16)、压式负荷传感器(17)、穿心式千斤顶(23)、锚杆锁具(22)，再安装或连接激光位移计(21)、应变仪(20)、光源(19)、信号处理模块(18)，激光位移计(21)监测锚杆两端位移，与压式负荷传感器(17)一起连接在应变仪(20)上，将分布式光纤(11)连接光源(19)，光源(19)连接信号处理模块(18)，共同构成锚固体变形监测系统；进行拉拔实验，得到拉拔过程中锚杆、锚固剂、类围岩基体三种介质在全长度、全历程的变形数据，以及锚杆拉拔端的荷载-位移数据，并根据分布式光纤监测数据出现断点的位置，判断锚固体的破坏模式。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤三：所述开槽垫片(16)，用于拉拔实验时，垫在锚固体拉拔端，并导出分布式光纤。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤三：所述穿心式千斤顶(23)，用于对锚杆拉拔端施加拉拔荷载。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤三：所述锚杆锁具(22)，位于穿心式千斤顶一侧，固定在锚杆上，使穿心式千斤顶施加的荷载传递至锚杆。