[发明专利]一种实时监测膨胀土边坡环境的自适应锚杆

说明书

本发明提供的一种实时监测膨胀土边坡环境的自适应锚杆，通过设置多级受力弹性体能够有效加固膨胀土岩土体且能够对膨胀土环境的湿度和温度进行实时监测，其解决的技术方案是，包括螺杆，螺杆螺纹配合有螺母，螺母与岩土体部分之间设有垫板，垫板中心开设有与螺杆配合的通孔，垫板配合有与螺杆同轴布置的套筒，螺杆向内伸入岩土体部分固定连接有第一级受力弹性体，第一级受力弹性体另一端固定连接有锚固段，套筒外壁设有温度传感器和湿度传感器，第一级受力弹性体为中空结构且第一级受力弹性体上同轴固定连接有第一挡环，锚固段上设有多级受力弹性结构，本发明提供了一种对膨胀土岩土体的有效加固装置且能实时监测膨胀土环境温度和湿度。

技术领域

本发明涉及锚杆装置，特别是一种实时监测膨胀土边坡环境的自适应锚杆。

背景技术

膨胀土亦称“胀缩性土”，浸水后体积剧烈膨胀，失水后体积显著收缩的黏性土，由于土中含有较多的蒙脱石、伊利石等黏土矿物，故亲水性很强，膨胀土是种高塑性黏土，一般承载力较高，具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定，常使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形，造成位移、开裂、倾斜甚至破坏，且往往成群出现，尤以低层平房严重，危害性很大，裂缝特征有外墙垂直裂缝，端部斜向裂缝和窗台下水平裂缝，内、外山墙对称或不对称的倒八字形裂缝等，现有的针对膨胀土岩土层防护加固装置主要使用锚杆进行加固，锚杆是岩土体加固的杆件体系结构，通过锚杆杆体的纵向拉力作用，克服岩土体抗拉能力远远低于抗压能力的缺点，但是现有的锚杆一般为刚性结构虽然能够满足在膨胀土浸水体积剧烈膨胀时对膨胀土岩土层的加固作用，但是由于膨胀土在失水后体积显著收缩，现有的锚杆装置由于是刚性结构发生的是非弹性形变会在膨胀土收缩时对其产生阻力阻止膨胀土恢复原来的状态，而且现有的锚杆装置受力产生的形变较小而且不能根据膨胀土的位移量逐级增加锚杆杆体的纵向拉力从而在膨胀土位移量增加时增大锚杆杆体的纵向拉力，不能满足在膨胀土浸水时位移量较大时的加固需求，而且现有的锚杆装置不能实时监测锚杆锚固区域膨胀土的环境特性，由于膨胀土的特性浸水或失水过多都会影响膨胀土边坡的稳定性，现有的锚杆装置不能实时监测膨胀土的湿度以及温度特性即不能及时有效的采取措施控制膨胀土的浸水或失水量，不能有效保证膨胀土边坡的稳定性。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了一种实时监测膨胀土边坡环境的自适应锚杆，通过设置多级受力弹性体使得装置不仅能在膨胀土岩土体浸水膨胀时通过多级受力弹性体的纵向拉力加固膨胀土岩土体防止其发生较大位移还能在膨胀土失水收缩后多级受力弹性体恢复初始状态且不阻碍膨胀土岩土体恢复初始状态，通过设置多级受力弹性体上的多个挡环使得在膨胀土岩土体发生较大位移时逐级提高锚杆杆体的纵向拉力从而限制膨胀土岩土体的位移，通过设置套筒外壁上的温度传感器和湿度传感器能够实时监测锚杆锚固区域膨胀土的环境特性，从而根据监测数据及时采取措施调整锚杆锚固区域膨胀土的湿度温度进而防止膨胀土浸水或失水过多，有效保证了膨胀土边坡的稳定性。

其解决的技术方案是，包括螺杆，所述螺杆向外伸出岩土体部分螺纹配合有螺母，螺母与岩土体部分之间设有垫板，垫板中心开设有与螺杆配合的通孔，垫板配合有与螺杆同轴布置的套筒，螺杆向内伸入岩土体部分固定连接有第一级受力弹性体，第一级受力弹性体另一端固定连接有位于岩土体内部深处的锚固段，锚固段与套筒固定连接，套筒外壁设有位于岩土体锚孔内的温度传感器和湿度传感器，第一级受力弹性体为中空结构且第一级受力弹性体上同轴固定连接有第一挡环，锚固段上设有多级受力弹性结构用以逐级提高锚杆的锚固能力防止岩土体发生大范围位移。

作为优选，所述多级受力弹性结构包括固定连接在锚固段上端面且与第一级受力弹性体同轴布置的第二级受力弹性体，第二级受力弹性体为中空结构且第二级受力弹性体上同轴固定连接有第二挡环。

作为优选，所述多级受力弹性结构还包括固定连接在锚固段上端面且与第二级受力弹性体同轴布置的第三级受力弹性体，第三级受力弹性体为中空结构且第三级受力弹性体上同轴固定连接有第三挡环。