一种无损检测锚杆状态参数的装置及其检测方法，装置包括锚杆前端依次设置开孔垫圈及磁铁，密封盖包覆于锚杆前端、开孔垫圈及磁铁外周，所述开孔垫圈的开孔两侧分别缠绕连接有导线的一端，两侧导线的另一端由开孔垫圈上的开孔引出，与锚杆待测段处设置的应变片并联连接；对已安装锚杆进行应力测量时，用万用表测量电阻，测得应变片电阻值，并换算得到锚杆应变值和应力值；对已安装锚杆进行长度检测时，用万用表测量电阻，先测得第一次电阻，换算第一次测量长度；更改万用表一端连接锚杆不变，另一端连接导线零线，测得第二次电阻，换算第二次测量长度，两次测量长度根据换算即得到测量的锚杆长度；本发明专利技术结构简单，操作方便，测量快速，成本低，充分发挥了无损检测的优势。充分发挥了无损检测的优势。充分发挥了无损检测的优势。
【技术实现步骤摘要】
一种无损检测锚杆状态参数的装置及其检测方法
[0001]本专利技术涉及无损检测
，具体涉及一种无损检测锚杆状态参数的装置及其检测方法。
技术介绍
[0002]锚杆在岩土工程行业里应用非常广泛，锚杆的应力状态会随着地层应力变化而变化，其应力变化值直接反应了锚杆当下的受力情况，现有锚杆应力测量装置安装复杂、成本高。同时锚杆安装属于隐蔽工程且使用数量巨大，在实际工程中，施工方为追求利润，往往出现以次充好、不按设计长度进行施工的情况，从而造成工程安全隐患。在后期质量检查中，现有无损锚杆检测长度常采用超声波探测的方式进行，此种检测方式存在超声波波形叠加现象，需要技术人员依靠经验判断波形继而推测锚杆长度，存在一定误差、用时长、难以做到全面检查和相对成本较高的缺点。
[0003]专利申请CN212674636U公开了一种锚杆性能检测装置，包括检测框，所述检测框底端面连接有若干支撑立柱，所述检测框上端连接有框盖，所述检测框内设置固定座，所述固定座内设置有若干第一竖槽和第二竖槽，所述第一竖槽和第二竖槽内分别穿设有第一锚杆和第二锚杆，所述第一锚杆和第二锚杆上端分别安装有拉伸装置和冲压装置，第一锚杆和第二锚杆分别置于固定座内的第一竖槽和第二竖槽内设置，锚杆通过螺母进行连接固定，固定的锚杆通过拉伸装置和冲压装置分别进行拉伸和冲压作业，实现锚杆的拉伸和冲压强度检测。但时其结构及操作复杂，成本高，难以在工程现场推广。
技术实现思路
[0004]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种无损检测锚杆状态参数的装置及其检测方法，对已安装好的锚杆进行应力测量时，用万用表测量电阻，换算得到锚杆应变值和应力值；对已安装锚杆进行长度检测时，通过以快速、低成本解决岩土工程中锚杆长度的检查问题；具有结构简单、测量快速、精度高、适用范围广的优点。
[0005]为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]一种无损检测锚杆状态参数的装置，包括锚杆4前端依次设置的开孔垫圈1及磁铁3，密封盖5包覆于锚杆4前端、开孔垫圈1及磁铁3外周，所述开孔垫圈1的开孔两侧分别缠绕连接有导线2的一端，两侧导线2的另一端由开孔垫圈1上的开孔引出，与锚杆4待测段处设置的应变片6并联连接。
[0007]所述开孔垫圈1在磁力作用下与锚杆4端头紧密连接。
[0008]所述应变片6外部设有应变片密封盒7.
[0009]所述应变片密封盒7采用聚四氟乙烯带进行缠绕。
[0010]一种基于上述装置的无损检测锚杆状态参数的方法，包括以下步骤：
[0011]1)打磨锚杆4前端，将开孔垫圈1、磁铁3及密封盖5安装至锚杆4打磨过的前端，将导线2从锚杆4前端引至锚杆4后方待测段，并与锚杆4旁侧紧贴设置；
[0012]2)将步骤1)安装后的锚杆4插入锚杆孔，然后将锚杆孔用混凝土浇筑填实；
[0013]3)混凝土凝固后，任意时间可检测锚杆4长度：通过万用表分别连接锚杆4和导线2引出段，测出导体电阻，根据如下公式计算导线长度
[0014][0015]其中：L为导线2长度；R为电阻；S为导线2及锚杆4横截面面积：ρ为电阻率；
[0016]4)分两次连接导线2内火线和零线，得到两次检测长度L1、L2，通过下式计算待测锚杆4平均长度：
[0017]L＝(L1+L2)/4
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(2)
[0018]5)分别连接导线2的火线和零线，此时与紧贴锚杆4上的应变片6形成回路，通过数据采集仪或万用表通过下式获得此刻锚杆4应变值：
[0019]ΔR/R＝K
×
ε
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(3)
[0020]其中：R为应变片6原电阻值；ΔR为伸长或压缩引起的电阻变化值；K为比例常数；ε为锚杆4应变值；
[0021]6)根据式(3)得到的锚杆4应变值，代入下式得到锚杆4此时应力值：
[0022]σ＝Eε
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(4)
[0023]其中：E为锚杆4弹性模量。
[0024]相较于现有技术，本专利技术具有如下技术效果：
[0025]1、本专利技术综合利用开孔垫圈1的开孔两侧的导线2并联连接到应变片6，解决锚杆4应力状态参数的测量和锚杆长度的无损测量。
[0026]2、本专利技术依靠电阻测量反推锚杆4长度，具有测量快速、精度高的特点。
[0027]3、本专利技术依靠应变片6电阻变化测量反推锚杆4应力状态，具有测量快速的特点。
[0028]4、本专利技术采用磁吸式安装，方便快捷、适用场景范围广，适合在水电、采矿等领域安全使用。
附图说明
[0029]图1是本专利技术的装置的正视结构示意图。
[0030]图2是本专利技术的装置的俯视结构示意图。
[0031]其中：1、开孔垫圈，2、导线，3、磁铁，4、锚杆；5、密封盖；6、应变片；7、应变片密封盒。
具体实施方式
[0032]下面将结合附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0033]参见图1至图2，一种无损检测锚杆状态参数的装置，包括锚杆4前端依次设置的开孔垫圈1及磁铁3，密封盖5包覆于锚杆4前端、开孔垫圈1及磁铁3外周，所述开孔垫圈1的开孔两侧分别缠绕连接有导线2的一端，两侧导线2的另一端由开孔垫圈1上的开孔引出，与锚杆4待测段处设置的应变片6并联连接。
[0034]所述开孔垫圈1在磁力作用下与锚杆4端头紧密连接。
[0035]所述应变片6外部设有应变片密封盒7。
[0036]所述应变片密封盒7外部采用聚四氟乙烯带进行缠绕；防止渗水。
[0037]一种无损检测锚杆状态参数的方法，包括以下步骤：
[0038]1)打磨锚杆4前端，将开孔垫圈1、磁铁3及密封盖5安装至锚杆4打磨过的前端，将导线2从锚杆4前端引至锚杆4后方待测段，并与锚杆4旁侧紧贴设置；
[0039]2)将步骤1)安装后的锚杆4插入锚杆孔，然后将锚杆孔用混凝土浇筑填实；
[0040]3)混凝土凝固后，任意时间可检测锚杆4长度：通过万用表分别连接锚杆4和导线2引出段，测出导体电阻，根据如下公式计算导线长度
[0041][0042]其中：L为导线2长度；R为电阻；S为导线2及锚杆4横截面面积：ρ为电阻率；
[0043]4)分两次连接导线2内火线和零线，得到两次检测长度L1、L2，通过下式计算待测锚杆4平均长度：
[0044]L＝(L1+L2)/4
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(2)
[0045]5)分别连接导线2的火线和零线，此时与紧贴锚杆4上的应变片6形成回路，通过数据采集仪或万用表通过下式获得此刻锚杆4应变值：
[0046]ΔR/R＝K
×
ε
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(本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无损检测锚杆状态参数的装置，包括锚杆(4)前端依次设置的开孔垫圈(1)及磁铁(3)，密封盖(5)包覆于锚杆(4)前端、开孔垫圈(1)及磁铁(3)外周，其特征在于：所述开孔垫圈(1)的开孔两侧分别缠绕连接有导线(2)的一端，两侧导线(2)的另一端由开孔垫圈(1)上的开孔引出，与锚杆(4)待测段处设置的应变片(6)并联连接。2.根据权利要求1所述的一种无损检测锚杆状态参数的装置，其特征在于：所述开孔垫圈(1)在磁力作用下与锚杆(4)端头紧密连接。3.根据权利要求1所述的一种无损检测锚杆状态参数的装置，其特征在于：所述应变片(6)外部设有应变片密封盒(7)。4.根据权利要求3所述的一种无损检测锚杆状态参数的装置，其特征在于：所述应变片密封盒(7)外部采用聚四氟乙烯带进行缠绕。5.一种基于权利要求1至4任一项所述装置的无损检测锚杆状态参数的方法，包括以下步骤：1)打磨锚杆(4)前端，将开孔垫圈(1)、磁铁(3)及密封盖(5)安装至锚杆(4)打磨过的前端，将导线(2)从锚杆(4)前端引至锚杆(4)后方待测段，并与锚杆(4)旁侧紧贴设置；2)将步骤1)安装后的锚杆(4)插入锚杆孔，然后将锚杆...
【专利技术属性】
技术研发人员：王有熙，陈帅，陈新孝，傅少君，
申请(专利权)人：西京学院，
类型：发明
国别省市：
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