[實用新型]一種螺紋鋼錨桿全應(yīng)力光纖監(jiān)測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821117425.0
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN208595928U
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）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（專利權(quán)）人: 中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 成都惠迪專利事務(wù)所(普通合伙) 51215
• 代理人: 王建國

一種螺紋鋼錨桿全應(yīng)力光纖監(jiān)測裝置，以在保證螺紋鋼錨桿整體完整性的基礎(chǔ)上實現(xiàn)螺紋鋼錨桿全應(yīng)力狀態(tài)長期監(jiān)測，并準(zhǔn)確監(jiān)測螺紋鋼錨桿的應(yīng)力、溫度變化情況，作為對支護(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，扣件對分布式光纖應(yīng)變傳感器形成多點夾持。螺紋鋼錨桿－分布式光纖傳感器組件埋設(shè)于監(jiān)測孔內(nèi)的注漿凝固體內(nèi)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及邊坡加固工程的監(jiān)測裝置，特別涉及一種螺紋鋼錨桿全應(yīng)力光纖監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)

我國幅員遼闊，三分之二的地區(qū)為山地，地理條件十分復(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，國土資源部統(tǒng)計的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)顯示，2010年全國發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害3萬多起，其中邊、滑坡事故2萬多起，災(zāi)害比例超過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)。與鐵路運營直接相關(guān)的滑坡有“鐵西滑坡”，1980年7月成昆鐵路鐵西車站內(nèi)發(fā)生了大面積滑坡，越過鐵路達(dá)25～30米，掩埋鐵路長160米，中斷行車40天，造成的經(jīng)濟(jì)損失僅工程治理費就達(dá)2300萬元。

在公路、鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，需要對途經(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)、周邊振動荷載(車輛振動、施工爆破等)等聯(lián)合作用下，會發(fā)生長期的累計損傷，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)識邊坡變形機(jī)理、分析邊坡動態(tài)變化規(guī)律、評價邊坡處治效果、預(yù)報邊坡工程可能發(fā)生的破壞，從而避免災(zāi)害發(fā)生的意義十分重大。

目前通過監(jiān)測錨桿支護(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或監(jiān)測方法。常規(guī)錨桿類型中，對于纖維樹脂增強(qiáng)錨桿和鋼絞線支護(hù)結(jié)構(gòu)，有相關(guān)報道采用分布式光纖植入到纖維增強(qiáng)樹脂錨桿中和將鋼絞線中絲替換為感知光纖的方法實現(xiàn)錨桿全應(yīng)力監(jiān)測。對于螺紋鋼錨桿結(jié)構(gòu)，監(jiān)測方式有兩種：第一，在螺紋鋼錨桿中開槽膠粘貼布設(shè)分布式光纖傳感器監(jiān)測錨桿力學(xué)狀態(tài)，上述方法存在開槽破壞螺紋鋼錨桿螺紋的連續(xù)性和對錨桿有損傷的問題；第二，在螺紋鋼錨桿端面自由段錨頭位置安裝壓力傳感器，對端部應(yīng)力進(jìn)行測量，不能實現(xiàn)螺紋鋼錨桿全應(yīng)力監(jiān)測。

實用新型內(nèi)容

實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種螺紋鋼錨桿全應(yīng)力光纖監(jiān)測裝置，以在保證螺紋鋼錨桿整體完整性的基礎(chǔ)上實現(xiàn)螺紋鋼錨桿全應(yīng)力狀態(tài)長期監(jiān)測，并準(zhǔn)確監(jiān)測螺紋鋼錨桿的應(yīng)力、溫度變化情況，作為對支護(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)。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

本實用新型的一種螺紋鋼錨桿全應(yīng)力光纖監(jiān)測裝置，包括螺紋鋼錨桿和沿其長度方向全長設(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，扣件對分布式光纖應(yīng)變傳感器形成多點夾持；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傳輸跳線與分布式光纖解調(diào)儀相連接。