[發明專利]一種可監測溫濕水壓多級應力位移控制可伸長錨桿裝置

有效

• 申請號: 201911260335.6
• 申請日: 2019-12-10
• 公開（公告）號: CN110926538B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 張興勝;陳世仲;鄒明俊;黃志全;董金玉;劉時鵬;李建勇;于懷昌;陳上元;王安明;劉欣宇;宋午陽
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01B21/32;G01B21/02;E21D21/00;E02D33/00;E02D5/74
• 代理公司: 鄭州豫鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 41178
• 代理人: 軒文君

本發明提供了一種可監測溫濕水壓多級應力位移控制可伸長錨桿裝置，能克服現有技術中的剛性錨桿不能較大范圍地適應巖土體位移及應力控制的不足，其該發明錨桿具有可回收的效果。且可以對邊坡的溫度，地下水壓力或濕度進行監控。包括套管，套管包括多節間隔布置的管體，最下端的管體下端連接有底座，最上端的管體上端固定有托盤，每兩個相鄰管體的圓周端面之間連接有受力彈性體和特定屈服受力抗拉體，底座底端連接有連接柱，連接柱底端可拆卸連接有錨固段，底座上固定有置于套管中與套管同軸心的螺桿，螺桿穿出部分上旋擰有螺母。套管內安裝有溫度傳感器，套管內的底座上安裝有地下水壓力傳感器或濕度傳感器。

技術領域

本發明涉及錨桿，特別是一種可監測溫濕水壓多級應力位移控制可伸長錨桿裝置。

背景技術

錨桿在巖土工程中應用廣泛，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，在地下深部礦場及能源開采中也常用到。錨桿能主動加固巖土體，能充分發揮巖土體自身的穩定能力，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，錨桿對原巖土體破壞少、擾動小，而且易施工、經濟、安全環保的重要特點。

在圍巖高應力條件下，尤其是在軟巖地區，由于受外部加卸荷載、振動沖擊等作用下常常表現出大變形特點。而現有技術中的錨桿多數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面上。這種錨桿極限拉伸長度較小，當圍巖發生較大變形時，普通錨桿往往不能滿足工程安全所要求的適應圍巖較大變形而常常出現錨頭失效、錨桿被拉斷等破壞現象，從而使錨桿的錨固作用喪失，進而導致工程事故。

中國實用新型專利公開了一種自伸縮大變形錨桿，專利號為201621376559.5，該專利的錨桿伸縮量為L，其變形量主要由彈簧及錨桿兩部分來承擔，此種結構仍有待更新完善（仍有缺陷），該實用新型主要存在以下不足：其一，若實際工程中出現承重或載荷增大，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的強度極為困難，正如0014段中所述錨桿與活塞為一體結構。其二，若實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計的錨桿最大變形量時，若再增大彈簧4最大伸長量同樣較為困難，正如0014段中所述錨桿與活塞為一體結構。

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

在各類自然災害中，滑坡屬于其中巨大的地址災害，嚴重危及到國家財產和人們的生命安全。在各類邊坡變形破壞的影響因素中，地下水活動往往是大量滑坡發生的直接原因，也是比較復雜和變化比較頻繁的影響因素，地下水通過與巖土體之間的物理、化學、力學作用來改變邊坡巖土體的性質，降低坡體強度，破壞邊坡的受力平衡狀態等，從而影響邊坡的穩定性，因此，在邊坡穩定性分析中正確合理的考慮不同地下水條件的影響至關重要，在錨孔打入到地下水層中之后，則配合監測錨孔中的地下水壓力就至關重要。

針對溫度對于土體強度參數的影響，陳煒韜為了研究影響多年凍土地區鹽漬土抗剪強度主要影響因素，進行了凍融循環下的抗剪強度試驗，分別選用了含硫酸鈉鹽和氯化鈣鹽的土樣進行了相關室內試驗，研究表明主要影響因素有三個：一是凍融循環次數；二是水分遷移；三是冰晶析出。陳煒韜等通過室內試驗研究凍融循環條件下對鹽漬土主要強度參數的影響規律，從多個方面總結分析了凍融循環對鹽漬土黏聚力的影響及其作用機理，實驗表明：隨著凍融循環次數的增加，鹽漬土的黏聚力減小，最后趨于穩定。這些均印證了溫度效應變化是鹽漬土強度參數衰減的主要原因。因此監測邊坡的溫度不僅對于邊坡災難預警有著巨大幫助，且對邊坡的研究具有巨大意義。

在外界的影響因素下邊坡出現剝落破壞導致坡體穩定性降低的情況十分普遍。在工程實際中，很多邊坡在某次降雨作用下保持穩定，但可能會在隨后的一次強度較小的降雨作用下發生破壞，導致該情況發生的一個可能原因是強降雨入滲過程中和隨后蒸發干燥剝落（干濕交替）對邊坡的穩定性產生影響。因此對邊坡濕度的監測至關重要。