本發(fā)明屬于巖土工程領(lǐng)域，主要涉及一種預(yù)埋在巖土中的錨索，具體地說涉及一種通過光纖傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)錨索所受預(yù)應(yīng)力情況的分布式光纖預(yù)應(yīng)力智能監(jiān)測(cè)錨索。

背景技術(shù)：

在巖土工程中，為加固不穩(wěn)定地層，人們?cè)絹碓蕉嗟牟捎缅^固的加固方式。這樣有效的增大了地層的安全系數(shù)，保證了工程在建設(shè)時(shí)和運(yùn)行期的安全。

1918年，人們對(duì)西利西礦山進(jìn)行錨固時(shí)，首次用到了錨索。在隨后的近一百多年的工程實(shí)踐中，錨索進(jìn)行過很多次改進(jìn)，技術(shù)愈發(fā)成熟。

一般情況下，錨索由若干根鋼絞線組成。因?yàn)槠涫芰C(jī)制，一般需要加上預(yù)應(yīng)力。因?yàn)槠淇梢猿惺茌^大的應(yīng)力，所以通常應(yīng)用在大噸位錨固工程中。隨著人類活動(dòng)領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，巖土工程中要處理的地層條件越來越復(fù)雜，而錨索的應(yīng)用則越來越多。

由于錨索的錨固機(jī)理十分復(fù)雜，影響錨固效果的因素眾多，所以對(duì)錨索錨固機(jī)理這方面的研究尚在探索階段。而對(duì)錨索的受力機(jī)制更是缺乏長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足工程建設(shè)的需要。

一般情況下，預(yù)應(yīng)力鋪索的監(jiān)測(cè)主要包括內(nèi)力監(jiān)測(cè)、內(nèi)部溫度監(jiān)測(cè)、腐蝕監(jiān)測(cè)和斷絲監(jiān)測(cè)等，其中索力監(jiān)測(cè)是預(yù)應(yīng)力錨索運(yùn)行期間監(jiān)測(cè)最重要的一個(gè)方面，索力能夠直接反應(yīng)預(yù)應(yīng)力描索的運(yùn)行狀態(tài)。

預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)工程常用的索力測(cè)量方法包括壓力表測(cè)定法、電阻應(yīng)變片監(jiān)測(cè)法、振動(dòng)頻率法、測(cè)力環(huán)測(cè)法、磁通量法等。其中，壓力表測(cè)定法誤差較大；電阻應(yīng)變片法的監(jiān)測(cè)結(jié)果易受到外界環(huán)境的影響；振動(dòng)頻率法的測(cè)量結(jié)果同樣不夠精確；測(cè)力環(huán)測(cè)法安裝繁瑣、操作不便；磁通量法響應(yīng)較慢，不易獲得動(dòng)態(tài)參數(shù)。因此，還沒有一種可以準(zhǔn)確、有效地對(duì)錨索全長(zhǎng)應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測(cè)的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可智能監(jiān)測(cè)錨索全長(zhǎng)所受應(yīng)力情況的新型錨索。該錨索上分布有若干個(gè)光纖傳感器，通過這些光纖傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)錨索全長(zhǎng)的應(yīng)力情況，判斷出錨索上應(yīng)力的分布高低，從而可對(duì)高應(yīng)力部分進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下設(shè)計(jì)方法：一種分布式光纖預(yù)應(yīng)力智能監(jiān)測(cè)錨索，在錨索上固定有若干個(gè)墩頭，在每個(gè)墩頭上固定有一光纖傳感器。

所述墩頭以相同距離套設(shè)在錨索上；所述墩頭也可以以不同距離套設(shè)在錨索上。

所述鐓頭在巖土結(jié)構(gòu)面周圍和自由段與錨固段交接處分別較密集。

所述墩頭通過穿心式液壓千斤頂固定在錨索上。

所述分布式光纖預(yù)應(yīng)力智能監(jiān)測(cè)錨索還包括一應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，所述光纖傳感器的信號(hào)輸出端與該應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置的信號(hào)輸入端相連，所述應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置為光纖光柵解調(diào)儀。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明提供一種分布式光纖預(yù)應(yīng)力智能監(jiān)測(cè)錨索，通過將墩頭套設(shè)在錨索上，在墩頭表面固定光纖傳感器，解決錨索表面無法粘貼光纖傳感器的問題；通過墩頭合理分布在錨索全長(zhǎng)上，墩頭將錨索的應(yīng)變傳遞給傳感器，應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置分析錨索應(yīng)力，從而獲得錨索全長(zhǎng)的受力情況。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的分布式光纖預(yù)應(yīng)力智能監(jiān)測(cè)錨索結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明公開的分布式光纖預(yù)應(yīng)力智能監(jiān)測(cè)錨索就是在長(zhǎng)長(zhǎng)的錨索上固定有若干個(gè)墩頭，在墩頭上固定有光纖傳感器，通過分布在錨索上的若干個(gè)光纖傳感器監(jiān)測(cè)錨索不同位置所受的應(yīng)力；再通過應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置如光纖光柵解調(diào)儀接收不同位置的光纖傳感器監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，對(duì)錨索的受力情況進(jìn)行分析。

圖1為本發(fā)明提供的一個(gè)墩頭和一個(gè)傳感器安裝于錨索上的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，墩頭2通過穿心式液壓千斤頂固定在錨索1上，光纖傳感器3固定在錨索2上。當(dāng)錨索1受力發(fā)現(xiàn)變形，其受力變形通過墩頭2傳遞給光纖傳感器3，光纖傳感器3的信號(hào)輸出端31與應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置的信號(hào)輸入端相連，即可將錨索該處的受力情況實(shí)時(shí)反應(yīng)出來。

本發(fā)明提供的分布式光纖預(yù)應(yīng)力智能監(jiān)測(cè)錨索的制造過程如下：

1、裝接墩頭2：

先使用穿心式液壓千斤頂間隔一定距離，可以是相同間距或不同間距，將墩頭2套設(shè)在錨索1上。鐓頭的分布密度由實(shí)際情況確定，在巖土結(jié)構(gòu)面周圍和自由段與錨固段交接處應(yīng)該增加鐓頭的數(shù)量。

2、固定光纖傳感器3：

在墩頭2上固定，例如使用502膠將光纖傳感器3粘貼在墩頭2上。

3、應(yīng)力監(jiān)測(cè)設(shè)備標(biāo)定：

在鐓頭的安裝過程中，鐓頭受到了擠壓，產(chǎn)生了塑性變形。為消除塑性變形，使結(jié)果更精確，通過室內(nèi)試驗(yàn)，對(duì)測(cè)得光纖傳感器數(shù)據(jù)與錨索實(shí)際受力情況進(jìn)行對(duì)比分析，消除由于鐓頭塑性變形對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的影響。

4、埋設(shè)錨索：

將錨索1埋設(shè)到巖土中，固定在錨索1的光纖傳感器的信號(hào)輸出端31也露出巖土外。

埋設(shè)好錨索后，將光纖傳感器3的信號(hào)輸出端31連接到應(yīng)力監(jiān)測(cè)儀上進(jìn)行監(jiān)測(cè)即可。

從上述實(shí)施例可以看出，本發(fā)明提供的一種分布式光纖預(yù)應(yīng)力智能監(jiān)測(cè)錨索通過鐓頭和光纖傳感器做為錨索應(yīng)變的傳遞裝置求得錨索的應(yīng)變，進(jìn)而得到其全長(zhǎng)上的應(yīng)力值。