[发明专利]一种锚固区围岩状态的监测装置及方法

摘要

本发明公开了一种锚固区围岩状态的监测装置及方法，它包括加速度传感器、弹性波检测与诊断仪、激振发生器、锚杆、托盘等。本发明利用弹性波检测与诊断仪测量不同时刻激振发生器产生的弹性波在锚固区围岩中的波速，再绘出波速与时间的关系曲线，根据波速与时间的关系曲线确定锚固区围岩的健康状态。本发明不仅成本低，实施简单、精确度高，还能做到实时检测。通过对岩体的监测，工作人员可以充分掌握巷道围岩的稳定性，有利于巷道的施工和维护。

主权项

1.一种锚固区围岩状态的监测方法，包括步骤如下：1）在围岩监测区选取锚杆巷道支护的两帮上相邻锚杆A、B作为顶板监测锚杆和两帮监测锚杆；2）将锚杆A、B锚杆托盘下的螺母拧松或保持5kN左右的轴力，在锚杆A外露端上安装激振发生器，且在锚杆A、B外露端上安装加速度传感器，将锚杆A、B外露端加速度传感器同时连接到双通道弹性波检测与诊断仪上，激振发生器激发一个瞬态激振时弹性波检测与诊断仪采集锚杆A、B上加速度传感器的弹性波形；3）计算锚杆B上加速度传感器的弹性波相对于锚杆A上加速度传感器弹性波的延时时间t_总，以及弹性波在杆体内的传播时间t_杆；4）计算弹性波在锚固体内传播的时间t₁，其中t₁= t_总‑2t_杆；5）计算弹性波在锚固体内的传播速度v=S/ t₁，S为锚杆A、B的间距，此时的传播速度v为锚固围岩初始波速；6）围岩初始波速确定后，拧紧锚杆A、B锚杆的螺母，激振发生器在T₁时刻发出瞬态激振对锚杆A进行敲击，敲击的瞬间通过弹性波检测与诊断仪记录下锚杆A上加速度传感器弹性波形a，敲击所产生的弹性波沿着锚杆传至锚固体，再通过锚固区围岩传播到间隔S的相邻锚杆B，此时弹性波检测与诊断仪记录锚杆B上加速度传感器弹性波形b，得到T₁时刻的锚固围岩波速；7）每间隔一定时间Dt，激振发生器发出激振，计算不同时刻锚固区的波速并由弹性波检测与诊断仪记录存储，然后由弹性波检测与诊断仪绘制波速‑时间曲线图；8）如果波速‑时间曲线上没有发生突变，即最终波速不小于初始波速的50%，说明锚固区围岩状态没有发生过大改变，此时弹性波检测与诊断仪不发出警报,如果波形曲线发生突跳，则说明锚固区围岩稳定性发生比较大的变化，弹性波检测与诊断仪发出警报。