[發明專利]一種基于應變損失的漿體裂縫監測方法

有效

• 申請號: 201911150891.8
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110954006B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 徐東升;劉啟超;陳波
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 任毅

本發明公開了一種基于應變損失的漿體裂縫監測方法，采用測量邊坡錨桿和錨固漿體應變的系統和一套精確計算錨固漿體裂縫情況的算法，通過精確基于光纖光柵應變傳感器的實測數據，經過精確計算，給出了錨固漿體的裂縫具體拓展指標，能夠長期有效適用于邊坡惡劣環境中的錨固漿體裂縫監測和計算，較為精確地提供錨固漿體裂縫大小，有利于滑坡風險的評估，而且本方法的成本較低、可靠性高、計算精度高，有效實現了錨固結構的漿體健康莊康的長期和實時監測。此發明用于錨固結構監測技術領域。

技術領域

本發明涉及錨固結構監測技術領域，特別是涉及一種基于應變損失的漿體裂縫監測方法。

背景技術

我國多山區，為有效防止泥石流、滑坡等自然災害，邊坡錨固結構被廣泛應用于邊坡防護工程中。但是，對邊坡錨固工程健康狀況難以檢測，尤其是錨固漿體裂縫拓展情況難以監測所帶來的問題，往往會給整個工程帶來巨大損失。面對邊坡錨固漿體裂縫難以監測的問題，利用信息化設備和精確計算實時反映錨固漿體裂縫拓展情況具有重要意義。

現有的裂縫監測方法有壓電超聲監測法、光時域反射監測法、光頻域反射計監測法和圖像識別法。但是上述方法都具有一定的局限性，壓電超聲監測法的壓電陶瓷傳感器存活率低，而且容易受到環境噪音影響，在邊坡防護工程中難以完全防水和避免外界噪音干擾；圖像識別方法僅能判斷結構表面的裂縫，無法監測內置于邊坡之中的漿體裂縫；光時域和光頻域反射計監測法難以表征計算裂縫大小，無法提供錨固漿體裂縫大小的精確評估指標。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于應變損失的漿體裂縫監測方法。

本發明所采取的技術方案是：

一種基于應變損失的漿體裂縫監測方法，其包括以下步驟：

S1：安裝錨桿，澆筑砂漿，采集所述錨桿多個位置的應變值和對應同一深度位置錨固漿體外層的應變值

S2：在不考慮漿體存在裂縫情況下，獲取錨固漿體的泊松比υ_c、彈性模量E_c、錨桿的彈性模量E_f、、錨桿中心到漿體外層的距離r_c、數據采集點的錨固深度z以及錨桿的半徑為r_f，，通過上述數據計算出應變從錨桿傳遞到漿體外層的傳遞系數T(k)，錨固漿體外層的應變值和對應位置錨桿的應變值滿足式(1)對式(1)按如下式(2)進行傅里葉變換，其中k為錨固深度z在頻域中的坐標，對式(1)進行傅里葉變換之后可確定漿體理論計算應變頻域值與錨桿應變頻域值的等式關系，如式(3)對式(2)進行轉換，即可得到錨桿應變頻域值到漿體外層的理論計算應變頻域值的傳遞系數，如式(4)所示

S3：將所述錨桿的多個位置的應變值對其錨固深度z進行傅里葉變換，得到錨桿多個位置的應變頻域值

S4：將步驟S3計算得到的所述錨桿的多個位置應變頻域值與步驟S2計算得到的各對應錨固深度的傳遞系數T(k)相乘，得到漿體外層的理論計算應變頻域值其中

S5：將漿體外層的理論計算應變頻域值進行逆傅里葉變換，得到漿體外層的理論計算應變；

S6：將漿體外層的理論計算應變與因裂縫而產生了應變損失的漿體外層實測應變進行比較，利用兩者差值表征的應變損失評估漿體裂縫。

進一步作為本實用新型技術方案的改進，在步驟S1中，利用光纖光柵應變傳感器采集錨桿應變值和漿體外層應變值。

進一步作為本實用新型技術方案的改進，在澆筑砂漿前，預先將所述光纖光柵應變傳感器粘貼在錨桿表面，澆筑砂漿時，利用扶正器保證錨桿處于孔口中心，將管式光纖光柵傳感器綁扎在測斜管上，并將測斜管置于孔口下側，測斜管位于錨固漿體外層，利用解調儀連接光纖光柵應變傳感器測量錨桿應變值和漿體外層應變值。