高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種巖石錨桿拉拔試驗(yàn)系統(tǒng)，尤其是一種高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國水利事業(yè)的不斷發(fā)展，西部大開發(fā)的不斷進(jìn)行，水利工程施工過程中遇到了不同程度的工程難題，其中高地?zé)?、巖爆等復(fù)雜地質(zhì)條件問題就是水利工程引水隧洞施工過程中的重大難題。面對(duì)一些列的地質(zhì)災(zāi)害，急需相應(yīng)的施工措施來解決所遇到的工程難題。如新疆某電站引水隧洞內(nèi)部有嚴(yán)重的高地?zé)岷蛶r爆問題，嚴(yán)重影響了引水隧洞的施工和電站的運(yùn)行，其中，針對(duì)巖爆問題，擬采用錨桿支護(hù)加固巖體，但在高巖溫作用下錨桿的錨固性能有待試驗(yàn)，同時(shí)其破壞規(guī)律也有待研究。
[0003]發(fā)明專利《錨固材料高溫拉拔實(shí)驗(yàn)裝置及其實(shí)驗(yàn)方法》(專利申請(qǐng)?zhí)?201410813728.6)發(fā)明了一種錨固材料高溫拉拔實(shí)驗(yàn)裝置及其實(shí)驗(yàn)方法，此發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)高溫下錨固材料的拉拔實(shí)驗(yàn)，但是實(shí)驗(yàn)在模擬鉆孔鋼管中進(jìn)行，與真實(shí)的鉆孔巖體有一定的差距，最終盡可能得到拉拔試驗(yàn)力，難以得到拉拔過程中應(yīng)變及能量的變化。
[0004]論文《光纖光柵檢測的錨桿拉拔實(shí)驗(yàn)研究》中，利用光纖光柵傳感器測試錨桿軸向應(yīng)變及應(yīng)力，但試驗(yàn)在常溫中進(jìn)行，且沒有對(duì)拉拔試驗(yàn)過程中的能量進(jìn)行監(jiān)測，難以滿足高地溫引水隧洞內(nèi)部實(shí)際工程的需求。
[0005]基于現(xiàn)有的錨桿拉拔試驗(yàn)所存在的不足，本實(shí)用新型提供一種適用于高溫條件下的巖石錨桿拉拔試驗(yàn)監(jiān)測系統(tǒng)，且整個(gè)巖石處在二維靜態(tài)試驗(yàn)加載中，可以真實(shí)模擬高地溫隧洞內(nèi)部情況，實(shí)現(xiàn)高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)過程中的應(yīng)力、應(yīng)變及能量變化的監(jiān)測。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型提供了一種實(shí)現(xiàn)高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)過程中的應(yīng)力、應(yīng)變及能量變化的監(jiān)測的高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)監(jiān)測系統(tǒng)。
[0007]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)監(jiān)測系統(tǒng)，包括在巖石上鉆有的溫度探頭孔和錨桿孔，所述溫度探頭孔內(nèi)設(shè)有溫度探頭，所述錨桿孔內(nèi)設(shè)有錨桿，所述錨桿表面位于錨桿孔內(nèi)的部分設(shè)有振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)和光纖光柵應(yīng)變傳感器；所述巖石的外表面設(shè)有加熱板，所述加熱板的外表面設(shè)有保溫材料；
[0008]所述巖石的兩個(gè)對(duì)應(yīng)側(cè)面分別分布有三個(gè)聲發(fā)射探頭，所述三個(gè)聲發(fā)射探頭的分布成三角形；所述錨桿伸出巖石的一端連接液壓千斤頂，所述液壓千斤頂連接有錨桿拉拔儀；所述聲發(fā)射探頭連接聲發(fā)射系統(tǒng)，所述溫度探頭和加熱板連接溫度調(diào)控系統(tǒng)，所述振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)連接振弦讀數(shù)儀，所述光纖光柵應(yīng)變傳感器連接光纖光柵解調(diào)儀。
[0009]所述巖石的四個(gè)角都鉆有一個(gè)溫度探頭孔。
[0010]每個(gè)所述溫度探頭孔內(nèi)沿深度方向均勻分布三個(gè)溫度探頭。
[0011]所述錨桿表面沿深度方向均勻分布三個(gè)振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)和三個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器。
[0012]本實(shí)用新型的高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)監(jiān)測系統(tǒng)的有益效果如下:
[0013]本實(shí)用新型的高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)監(jiān)測系統(tǒng)，適用于高溫條件下，且整個(gè)巖石處在二維靜態(tài)試驗(yàn)加載中，可以真實(shí)模擬高地溫隧洞內(nèi)部情況，實(shí)現(xiàn)高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)過程中的應(yīng)力、應(yīng)變及能量變化的監(jiān)測。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型的高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)監(jiān)測系統(tǒng)的溫度探頭和錨桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1、2所示，本實(shí)用新型的高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)監(jiān)測系統(tǒng)，包括在巖石1上鉆有的溫度探頭孔16和錨桿孔17，所述溫度探頭孔16內(nèi)設(shè)有溫度探頭4，所述錨桿孔17內(nèi)設(shè)有銷桿15，所述銷桿15表面位于銷桿孔17內(nèi)的部分設(shè)有振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)5和光纖光柵應(yīng)變傳感器6 ;所述巖石1的外表面設(shè)有加熱板2，所述加熱板2的外表面設(shè)有保溫材料3 ；
[0017]所述巖石1的兩個(gè)對(duì)應(yīng)側(cè)面分別分布有三個(gè)聲發(fā)射探頭7，所述三個(gè)聲發(fā)射探頭7的分布成三角形；所述錨桿15伸出巖石1的一端連接液壓千斤頂9，所述液壓千斤頂9連接有錨桿拉拔儀14 ;所述聲發(fā)射探頭7連接聲發(fā)射系統(tǒng)10，所述溫度探頭4和加熱板2連接溫度調(diào)控系統(tǒng)11，所述振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)5連接振弦讀數(shù)儀12，所述光纖光柵應(yīng)變傳感器6連接光纖光柵解調(diào)儀13。
[0018]所述巖石1的四個(gè)角都鉆有一個(gè)溫度探頭孔16。
[0019]每個(gè)所述溫度探頭孔16內(nèi)沿深度方向均勻分布三個(gè)溫度探頭4。
[0020]所述銷桿15表面沿深度方向均勾分布三個(gè)振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)5和三個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器6。
[0021]本實(shí)用新型的高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)監(jiān)測系統(tǒng)，包括用于加熱巖石的加熱板以及外邊緣的保溫材料，監(jiān)測巖石溫度的溫度探頭，監(jiān)測應(yīng)力的振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)，監(jiān)測混凝土與鋼筋粘接處溫度及應(yīng)變的光纖光柵應(yīng)變傳感器，監(jiān)測高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)過程中能量變化的聲發(fā)射測試系統(tǒng)。立方體的巖石四周及后側(cè)被加熱板包圍，外邊緣鋪設(shè)保溫材料；巖石正面四個(gè)角點(diǎn)處鉆有溫度探頭孔，每個(gè)溫度探頭孔內(nèi)均布三個(gè)溫度探頭；巖石正面中央鉆有銷桿孔，銷桿表面沿深度方向均勾分布三個(gè)振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)和光纖光柵應(yīng)變傳感器；巖石兩側(cè)布置有聲發(fā)射探頭，探頭布置位置呈空間三角形；不同的傳感器分別與相應(yīng)的監(jiān)測儀表相連，共同對(duì)高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)過程進(jìn)行監(jiān)測。
[0022]巖石尺寸可為150cmX100cmX100cm，加熱板包圍在巖石四周及后側(cè)，隔熱材料包圍在加熱板外側(cè)，巖石在二維多點(diǎn)協(xié)調(diào)電液伺服加載試驗(yàn)系統(tǒng)的作用下，承受二維方向的靜態(tài)試驗(yàn)加載。
[0023]溫度探頭孔位于巖石正面的四個(gè)角點(diǎn)位置，深度為120cm，孔徑以剛好將溫度探頭放入為宜，每個(gè)探頭孔沿深度方向均勻布置有3個(gè)溫度探頭。
[0024]錨桿孔位于巖石正面的中央位置，深度為100cm，孔徑為2.8cm,錨桿直徑為
2.2cm，伸入銷桿孔中的銷桿部分均勾分布有三個(gè)振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)和光纖光柵應(yīng)變傳感器，并且分別位于錨桿孔內(nèi)的底部、中央及孔口位置。
[0025]聲發(fā)射能量監(jiān)測系統(tǒng)采用六個(gè)聲發(fā)射探頭對(duì)拉拔錨桿進(jìn)行空間定位，巖石左右兩側(cè)分別布置3個(gè)聲發(fā)射探頭，每個(gè)面的聲發(fā)射探頭呈平面三角形布置形式，最終形成空間三角形布置形式。
[0026]監(jiān)測傳感器分別于對(duì)應(yīng)的儀表相連，聲發(fā)射探頭與聲發(fā)射測試系統(tǒng)相連，溫度傳感器與溫度調(diào)控系統(tǒng)相連，振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)與振弦讀數(shù)儀相連，光纖光柵應(yīng)變傳感器與光纖光柵解調(diào)儀相連，不同的儀表同時(shí)工作，共同完成高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)過程的監(jiān)測。
[0027]高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)是由液壓千斤頂與錨桿拉拔儀配合使用來完成的，錨桿拉拔儀可以監(jiān)測錨桿的拉拔力，并自動(dòng)記錄最大數(shù)值。
[0028]上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括在巖石上鉆有的溫度探頭孔和錨桿孔，所述溫度探頭孔內(nèi)設(shè)有溫度探頭，所述錨桿孔內(nèi)設(shè)有錨桿，所述錨桿表面位于錨桿孔內(nèi)的部分設(shè)有振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)和光纖光柵應(yīng)變傳感器；所述巖石的外表面設(shè)有加熱板，所述加熱板的外表面設(shè)有保溫材料； 所述巖石的兩個(gè)對(duì)應(yīng)側(cè)面分別分布有三個(gè)聲發(fā)射探頭，所述三個(gè)聲發(fā)射探頭的分布成三角形；所述錨桿伸出巖石的一端連接液壓千斤頂，所述液壓千斤頂連接有錨桿拉拔儀；所述聲發(fā)射探頭連接聲發(fā)射系統(tǒng)，所述溫度探頭和加熱板連接溫度調(diào)控系統(tǒng)，所述振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)連接振弦讀數(shù)儀，所述光纖光柵應(yīng)變傳感器連接光纖光柵解調(diào)儀。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述巖石的四個(gè)角都鉆有一個(gè)溫度探頭孔。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:每個(gè)所述溫度探頭孔內(nèi)沿深度方向均勻分布三個(gè)溫度探頭。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述錨桿表面沿深度方向均勻分布三個(gè)振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)和三個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種實(shí)現(xiàn)高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)過程中的應(yīng)力、應(yīng)變及能量變化的監(jiān)測的高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)監(jiān)測系統(tǒng)，包括在巖石上鉆有的溫度探頭孔和錨桿孔，所述溫度探頭孔內(nèi)設(shè)有溫度探頭，所述錨桿孔內(nèi)設(shè)有錨桿，所述錨桿表面位于錨桿孔內(nèi)的部分設(shè)有振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)和光纖光柵應(yīng)變傳感器；所述巖石的外表面設(shè)有加熱板，所述加熱板的外表面設(shè)有保溫材料。本實(shí)用新型的高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)監(jiān)測系統(tǒng)，適用于高溫條件下，且整個(gè)巖石處在二維靜態(tài)試驗(yàn)加載中，可以真實(shí)模擬高地溫隧洞內(nèi)部情況，實(shí)現(xiàn)高溫巖石錨桿拉拔試驗(yàn)過程中的應(yīng)力、應(yīng)變及能量變化的監(jiān)測。
【IPC分類】G01B11/16, G01N3/18, G01L1/10, G01N29/14
【公開號(hào)】CN204964308
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520734514
【發(fā)明人】段宇, 蔡燦, 宿輝, 屈春來
【申請(qǐng)人】段宇
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年9月22日