[發(fā)明專(zhuān)利]一種螺紋鋼錨桿全應(yīng)力光纖監(jiān)測(cè)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810768205.2
• 申請(qǐng)日: 2018-07-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108692771A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳海軍;薛元;何建平;張東卿;周波;肖朝乾;張建文;劉菀茹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01D21/02
• 分類(lèi)號(hào): G01D21/02
• 代理公司: 成都惠迪專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 51215
• 代理人: 王建國(guó)

一種螺紋鋼錨桿全應(yīng)力光纖監(jiān)測(cè)裝置，以在保證螺紋鋼錨桿整體完整性的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)螺紋鋼錨桿全應(yīng)力狀態(tài)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，并準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)螺紋鋼錨桿的應(yīng)力、溫度變化情況，作為對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)及邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析的可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。螺紋鋼錨桿上沿其長(zhǎng)度方向間隔固定設(shè)置扣件，分布式光纖傳感器與扣件連接，形成螺紋鋼錨桿－分布式光纖傳感器組件。分布式光纖傳感器包括沿螺紋鋼錨桿斷面周向間隔設(shè)置的分布式光纖應(yīng)變傳感器、分布式光纖溫度傳感器，扣件對(duì)分布式光纖應(yīng)變傳感器形成多點(diǎn)夾持。螺紋鋼錨桿－分布式光纖傳感器組件埋設(shè)于監(jiān)測(cè)孔內(nèi)的注漿凝固體內(nèi)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及邊坡加固工程的監(jiān)測(cè)裝置，特別涉及一種螺紋鋼錨桿全應(yīng)力光纖監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)

我國(guó)幅員遼闊，三分之二的地區(qū)為山地，地理?xiàng)l件十分復(fù)雜，滑坡等邊坡失穩(wěn)災(zāi)害頻頻發(fā)生，是世界上滑坡地質(zhì)災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一。高速鐵路、橋梁這些重要基礎(chǔ)設(shè)施不可避免的穿越地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)的高陡邊坡區(qū)域，邊、滑坡災(zāi)害已經(jīng)是影響其正常服役的重要因素。以2010年為例，國(guó)土資源部統(tǒng)計(jì)的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)顯示，2010年全國(guó)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害3萬(wàn)多起，其中邊、滑坡事故2萬(wàn)多起，災(zāi)害比例超過(guò)60％。近期滑坡事故較為突出是深圳“2015.12.20”事故，滑坡覆蓋面積約38萬(wàn)平方米，造成近百人傷亡；2015年11月13日，浙江省麗水市蓮都區(qū)雅溪鎮(zhèn)里東村發(fā)生山體滑坡，滑坡體規(guī)模達(dá)30余萬(wàn)立方米，造成26人遇難，11人失聯(lián)；2017年貴州納雍縣突發(fā)山體滑坡，造成多人傷亡或失聯(lián)；2017年6月24日，四川省阿壩州茂縣疊溪鎮(zhèn)新磨村發(fā)生山體高位垮塌，造成40余戶農(nóng)房、93人失聯(lián)。與鐵路運(yùn)營(yíng)直接相關(guān)的滑坡有“鐵西滑坡”，1980年7月成昆鐵路鐵西車(chē)站內(nèi)發(fā)生了大面積滑坡，越過(guò)鐵路達(dá)25～30米，掩埋鐵路長(zhǎng)160米，中斷行車(chē)40天，造成的經(jīng)濟(jì)損失僅工程治理費(fèi)就達(dá)2300萬(wàn)元。

在公路、鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，需要對(duì)途經(jīng)的高陡邊坡進(jìn)行加固治理，邊坡加固的主要方式之一就是采用錨桿支護(hù)的方式提高邊坡穩(wěn)定性。高陡邊坡結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境荷載(雨、雪、地震等)、周邊振動(dòng)荷載(車(chē)輛振動(dòng)、施工爆破等)等聯(lián)合作用下，會(huì)發(fā)生長(zhǎng)期的累計(jì)損傷，并逐步沿著土石界面或巖層不利節(jié)理等薄弱面變形，形成地質(zhì)災(zāi)害。因此，認(rèn)識(shí)邊坡變形機(jī)理、分析邊坡動(dòng)態(tài)變化規(guī)律、評(píng)價(jià)邊坡處治效果、預(yù)報(bào)邊坡工程可能發(fā)生的破壞，從而避免災(zāi)害發(fā)生的意義十分重大。

目前通過(guò)監(jiān)測(cè)錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)分析邊坡的穩(wěn)定性是工程界常用的檢測(cè)或監(jiān)測(cè)方法。常規(guī)錨桿類(lèi)型中，對(duì)于纖維樹(shù)脂增強(qiáng)錨桿和鋼絞線支護(hù)結(jié)構(gòu)，有相關(guān)報(bào)道采用分布式光纖植入到纖維增強(qiáng)樹(shù)脂錨桿中和將鋼絞線中絲替換為感知光纖的方法實(shí)現(xiàn)錨桿全應(yīng)力監(jiān)測(cè)。對(duì)于螺紋鋼錨桿結(jié)構(gòu)，監(jiān)測(cè)方式有兩種：第一，在螺紋鋼錨桿中開(kāi)槽膠粘貼布設(shè)分布式光纖傳感器監(jiān)測(cè)錨桿力學(xué)狀態(tài)，上述方法存在開(kāi)槽破壞螺紋鋼錨桿螺紋的連續(xù)性和對(duì)錨桿有損傷的問(wèn)題；第二，在螺紋鋼錨桿端面自由段錨頭位置安裝壓力傳感器，對(duì)端部應(yīng)力進(jìn)行測(cè)量，不能實(shí)現(xiàn)螺紋鋼錨桿全應(yīng)力監(jiān)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種螺紋鋼錨桿全應(yīng)力光纖監(jiān)測(cè)裝置，以在保證螺紋鋼錨桿整體完整性的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)螺紋鋼錨桿全應(yīng)力狀態(tài)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，并準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)螺紋鋼錨桿的應(yīng)力、溫度變化情況，作為對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)及邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析的可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的一種螺紋鋼錨桿全應(yīng)力光纖監(jiān)測(cè)裝置，包括螺紋鋼錨桿和沿其長(zhǎng)度方向全長(zhǎng)設(shè)置的分布式光纖傳感器，其特征是：所述螺紋鋼錨桿上沿其長(zhǎng)度方向間隔固定設(shè)置扣件，分布式光纖傳感器與扣件連接，形成螺紋鋼錨桿－分布式光纖傳感器組件；所述分布式光纖傳感器包括沿螺紋鋼錨桿斷面周向間隔設(shè)置的分布式光纖應(yīng)變傳感器、分布式光纖溫度傳感器，扣件對(duì)分布式光纖應(yīng)變傳感器形成多點(diǎn)夾持；所述螺紋鋼錨桿－分布式光纖傳感器組件埋設(shè)于監(jiān)測(cè)孔內(nèi)的注漿凝固體內(nèi)，分布式光纖應(yīng)變傳感器和分布式光纖溫度傳感器的末端通過(guò)傳輸跳線與分布式光纖解調(diào)儀相連接。