[發(fā)明專利]一種多級(jí)應(yīng)力及位移控制可伸長(zhǎng)錨桿與多功能智能監(jiān)測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911258915.1
• 申請(qǐng)日: 2019-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN110925003B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張興勝;張昕;陳上元;劉時(shí)鵬;宋午陽(yáng);董金玉;黃志全;劉欣宇;周進(jìn);于懷昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北水利水電大學(xué)
• 主分類號(hào): E21D21/00
• 分類號(hào): E21D21/00;E02D33/00;E02D5/74
• 代理公司: 鄭州豫鼎知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41178
• 代理人: 軒文君

本發(fā)明提供了一種多級(jí)應(yīng)力及位移控制可伸長(zhǎng)錨桿與多功能智能監(jiān)測(cè)裝置，能有效克服現(xiàn)有技術(shù)中的剛性錨桿不能較大范圍地適應(yīng)巖土體位移及應(yīng)力控制的不足，而背景技術(shù)中的一種自伸縮大變形錨桿亦不能對(duì)邊坡進(jìn)行分級(jí)控制，其主要是以彈性控制，對(duì)實(shí)際巖土體后續(xù)應(yīng)力增大或形變控制改變的適應(yīng)能力不夠。其該發(fā)明錨桿具有可回收的效果。且可以對(duì)邊坡的溫度，地下水壓力或濕度進(jìn)行監(jiān)控。且通過(guò)聲發(fā)射的監(jiān)測(cè)可以起到對(duì)災(zāi)難的預(yù)警效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及錨桿，特別是一種多級(jí)應(yīng)力及位移控制可伸長(zhǎng)錨桿與多功能智能監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)

錨桿在巖土工程中應(yīng)用廣泛，錨桿加固常用于邊坡、基坑、隧道、巷道以及城市地下空間等工程中，在地下深部礦場(chǎng)及能源開采中也常用到。錨桿能主動(dòng)加固巖土體，能充分發(fā)揮巖土體自身的穩(wěn)定能力，有效控制巖土體形變，最大限度地保持圍巖完整性，防止巖土體整體坍塌破壞。同時(shí)，錨桿對(duì)原巖土體破壞少、擾動(dòng)小，而且易施工、經(jīng)濟(jì)、安全環(huán)保的重要特點(diǎn)。

在圍巖高應(yīng)力條件下，尤其是在軟巖地區(qū)，由于受外部加卸荷載、振動(dòng)沖擊等作用下常常表現(xiàn)出大變形特點(diǎn)。而現(xiàn)有技術(shù)中的錨桿多數(shù)直接將錨桿的一端錨固在錨孔底部，另一端錨固在邊坡外側(cè)面上。這種錨桿極限拉伸長(zhǎng)度較小，當(dāng)圍巖發(fā)生較大變形時(shí)，普通錨桿往往不能滿足工程安全所要求的適應(yīng)圍巖較大變形而常常出現(xiàn)錨頭失效、錨桿被拉斷等破壞現(xiàn)象，從而使錨桿的錨固作用喪失，進(jìn)而導(dǎo)致工程事故。

中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種自伸縮大變形錨桿，專利號(hào)為201621376559.5，該專利的錨桿伸縮量為L(zhǎng)，其變形量主要由彈簧及錨桿兩部分來(lái)承擔(dān)，此種結(jié)構(gòu)仍有待更新完善（仍有缺陷），該實(shí)用新型主要存在以下不足：其一，若實(shí)際工程中出現(xiàn)承重或載荷增大，而允許的變形量又較少，在這種工況下再繼續(xù)增大錨桿的承載能力變得較為困難，比如更換或是增大彈簧4的強(qiáng)度極為困難，正如0014段中所述錨桿與活塞為一體結(jié)構(gòu)。其二，若實(shí)際工程中由于承重或載荷增大，而允許有較大的變形量，在這種工況下由于錨桿的承載能力最大值是一定的，允許的變形量若大于原設(shè)計(jì)的錨桿最大變形量時(shí)，若再增大彈簧4最大伸長(zhǎng)量同樣較為困難，正如0014段中所述錨桿與活塞為一體結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)有錨桿一般在使用完成后就廢棄在錨孔內(nèi)，其不可回收，給錨桿的使用造成了浪費(fèi)。

在眾多自然災(zāi)害中，滑坡屬于其中巨大的地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重危及到國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人們的生命安全。在各類邊坡變形破壞的影響因素中，地下水活動(dòng)往往是誘發(fā)大量滑坡的重要影響因素，也是比較復(fù)雜和變化比較頻繁的影響因素，地下水通過(guò)與巖土體之間的物理、化學(xué)、力學(xué)作用來(lái)改變邊坡巖土體的性質(zhì)，降低坡體強(qiáng)度，改變邊坡的受力平衡狀態(tài)等，從而影響邊坡的穩(wěn)定性，因此，在邊坡穩(wěn)定性分析中正確合理地考慮不同地下水條件的影響至關(guān)重要，在錨孔打入到地下水層中之后，則配合監(jiān)測(cè)錨孔中的地下水壓力就至關(guān)重要。

針對(duì)溫度對(duì)于土體強(qiáng)度參數(shù)的影響，陳煒韜為了研究影響多年凍土地區(qū)鹽漬土抗剪強(qiáng)度主要影響因素，進(jìn)行了凍融循環(huán)下的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)，分別選用了含硫酸鈉鹽和氯化鈣鹽的土樣進(jìn)行了相關(guān)室內(nèi)試驗(yàn)，研究表明主要影響因素有三個(gè)：一是凍融循環(huán)次數(shù)；二是水分遷移；三是冰晶析出。陳煒韜等通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)研究?jī)鋈谘h(huán)條件下對(duì)鹽漬土主要強(qiáng)度參數(shù)的影響規(guī)律，從多個(gè)方面總結(jié)分析了凍融循環(huán)對(duì)鹽漬土黏聚力的影響及其作用機(jī)理，實(shí)驗(yàn)表明：隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，鹽漬土的黏聚力減小，最后趨于穩(wěn)定。這些均印證了溫度效應(yīng)變化是鹽漬土強(qiáng)度參數(shù)衰減的主要原因。因此監(jiān)測(cè)邊坡的溫度不僅對(duì)于邊坡災(zāi)難預(yù)警有著巨大幫助，且對(duì)邊坡的研究具有巨大意義。

在外界的影響因素下邊坡出現(xiàn)剝落破壞導(dǎo)致坡體穩(wěn)定性降低的情況十分普遍。在工程實(shí)際中，很多邊坡在某次降雨作用下保持穩(wěn)定，但可能會(huì)在隨后的一次強(qiáng)度較小的降雨作用下發(fā)生破壞，導(dǎo)致該情況發(fā)生的一個(gè)可能原因是強(qiáng)降雨入滲過(guò)程中和隨后蒸發(fā)干燥剝落（干濕交替）對(duì)邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。因此對(duì)邊坡濕度的監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。