本申请公开了一种具有应力感知和位移记忆功能的智能监测锚杆装置，包括锚杆，一端伸入岩土体内，用于支护所述岩土体；托盘，套设所述锚杆，用于与所述岩土体的表面相互挤压；顶推件，套设所述锚杆，且抵接所述托盘，用于传递挤压力；承载件，套设所述锚杆，且抵接所述顶推件，当所述挤压力达到第一预设值时，所述承载件可沿所述锚杆移动，且发出位移变化信号；传感器，套设所述锚杆，且抵接所述承载件，用于监测所述位移变化信号以及所述承载件的轴向应力，以监测所述锚杆的轴向应力以及轴向变形。该装置能够可靠地监测锚杆与围岩相互作用的轴向应力以及轴向变形。轴向应力以及轴向变形。轴向应力以及轴向变形。
【技术实现步骤摘要】
一种具有应力感知和位移记忆功能的智能监测锚杆装置
[0001]本申请涉及锚杆
，更具体地说，涉及一种具有应力感知和位移记忆功能的智能监测锚杆装置。
技术介绍
[0002]目前，锚杆在传统的岩土防护工程中已经得到了广泛的应用，用于将巷道的围岩加固在一起，使围岩自身支护自身。
[0003]现有的智能锚杆监测技术主要包括电阻式、电磁式和光纤光栅等，主要是在锚杆端部直接安装传感器或者在杆体内部布设光纤等，由于岩土体变形过程十分复杂，单一的锚杆端部传感器在实际工程应用中频频出现锚固失效引起卸荷作用，卸荷后的锚杆端部传感器难以采集到轴向应力，而光纤光栅在杆体内部很容易收到挤压破坏，加之岩土体内部高压和高湿等复杂环境，大范围布设光纤光栅传感器具有较大技术难度。
[0004]综上所述，如何可靠地监测锚杆与围岩相互作用的轴向应力以及轴向变形是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本申请的目的是提供一种具有应力感知和位移记忆功能的智能监测锚杆装置。该装置能够可靠地监测锚杆与围岩相互作用的轴向应力以及轴向变形。
[0006]为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0007]一种具有应力感知和位移记忆功能的智能监测锚杆装置，包括：锚杆，一端伸入岩土体内，用于支护所述岩土体；托盘，套设所述锚杆，用于与所述岩土体的表面相互挤压；顶推件，套设所述锚杆，且抵接所述托盘，用于传递挤压力；承载件，套设所述锚杆，且抵接所述顶推件，当所述挤压力达到第一预设值时，所述承载件可沿所述锚杆移动，且发出位移变化信号；传感器，套设所述锚杆，且抵接所述承载件，用于监测所述位移变化信号以及所述承载件的轴向应力，以监测所述锚杆的轴向应力以及轴向变形。
[0008]优选地，所述位移变化信号具体为应力波动信号。
[0009]优选地，所述承载件具有多个承载台，用于依次抵接所述顶推件，且相邻两个所述承载台之间的间距为第二预设值，当所述挤压力达到所述第一预设值时，所述顶推件推断任一所述承载台，以抵接紧邻的所述承载台，以使所述承载件发出所述应力波动信号，所述传感器用于监测所述应力波动信号的次数，以监测所述承载件的位移变化。
[0010]优选地，所述承载件还包括承载柱，套设所述锚杆，全部所述承载台设于所述承载柱的周向外侧壁，且沿所述承载柱的轴向间隔设置。
[0011]优选地，所述承载台呈环状。
[0012]优选地，所述第二预设值具体为2
‑
5mm。
[0013]优选地，所述顶推件包括：连接部，抵接所述托盘；过渡部，呈球状，一端连接所述连接部，用于承受一定的所述挤压力；顶推台，连接所述过渡部的另一端，且沿垂直于所述
锚杆的轴向延伸至所述过渡部的内侧，用于抵接所述承载台。
[0014]优选地，还包括：螺母，套设所述锚杆，且连接所述传感器。
[0015]优选地，所述托盘呈供状，且所述托盘的凸起侧面向所述顶推件设置。
[0016]本申请提供的具有应力感知和位移记忆功能的智能监测锚杆装置，增加了顶推件与承载件，顶推件将托盘与岩土体之间的挤压力传递给承载件，当挤压力达到第一预设值后，承载件沿锚杆移动一定距离，且发送位移变化信号，传感器抵接承载件，且与承载件信号连接，用于监测该位移变化信号以及承载件的轴向应力。这样一来，该装置不仅能够自适应岩土体变形破坏，还可以同步监测锚杆的轴向应力以及轴向变形。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0018]图1为本申请具有应力感知和位移记忆功能的智能监测锚杆装置的结构示意图；
[0019]图2为本申请顶推件的结构示意图；
[0020]图3为本申请承载件的结构示意图；
[0021]图4为本申请螺母的结构示意图。
[0022]其中：
[0023]10为锚杆、20为托盘、30为顶推件、31为连接部、32为过渡部、33为顶推台、40为承载件、41为承载台、42为承载柱、50为传感器、60为螺母。
具体实施方式
[0024]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0025]为了使本
的技术人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。
[0026]一种智能监测锚杆装置，包括锚杆10、托盘20、顶推件30、承载件40以及传感器50，锚杆10的一端伸入岩土体内，用于支护岩土体；托盘20套设锚杆10，用于与岩土体的表面相互挤压；顶推件30套设锚杆10，且抵接托盘20，用于传递挤压力；承载件40套设锚杆10，且抵接顶推件30，当挤压力达到第一预设值时，承载件40可沿锚杆10移动，且发出位移变化信号；传感器50套设锚杆10，且抵接承载件40，用于监测位移变化信号以及承载件40的轴向应力，以监测锚杆10的轴向应力以及轴向变形。
[0027]其中，上述的第一预设值是根据岩土体变形破坏过程设置的，相当于，当岩土体出现变形破坏时，承载件40可沿锚杆10移动一定距离，继续抵接顶推件30，且对应地发出位移变化信号；传感器50抵接承载件40，且与承载件40信号连接，用于监测该位移变化信号以及承载件40的轴向应力。这样一来，该装置能够自适应于岩土体变形破坏过程，同时能够同步
监测锚杆10的轴向应力以及轴向位移。
[0028]在一些实施例中，位移变化信号具体为应力波动信号。
[0029]当然，在实际情况中，位移的变化还可以通过其他形式体现，比如安装位移传感器50等等。
[0030]在一些实施例中，承载件40具有多个承载台41，用于依次抵接顶推件30，且相邻两个承载台41之间的间距为第二预设值，当挤压力达到第一预设值时，顶推件30推断任一承载台41，以抵接紧邻的承载台41，以使承载件40发出应力波动信号，传感器50用于监测应力波动信号的次数，以监测承载件40的位移变化。
[0031]以附图3的方位为参考，具体地，上述的第二预设值也是根据岩土体变形过程设置的。当锚杆10植入岩土体内部时，托盘20直接和岩土体相互作用挤压，轴向力通过托盘20传递给顶推件30，顶推件30与承载件40最左边的承载台41抵接，当轴向力达到第一预设值时，使得顶推件30对该承载台41进行推剪，继而紧邻的承载台41落到顶推件30上，从而使承载件40产生应力波动，且沿锚杆10移动第二预设值，以此类推，直至顶推件30抵接最后一个承载台41。承本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有应力感知和位移记忆功能的智能监测锚杆装置，其特征在于，包括：锚杆，一端伸入岩土体内，用于支护所述岩土体；托盘，套设所述锚杆，用于与所述岩土体的表面相互挤压；顶推件，套设所述锚杆，且抵接所述托盘，用于传递挤压力；承载件，套设所述锚杆，且抵接所述顶推件，当所述挤压力达到第一预设值时，所述承载件可沿所述锚杆移动，且发出位移变化信号；传感器，套设所述锚杆，且抵接所述承载件，用于监测所述位移变化信号以及所述承载件的轴向应力，以监测所述锚杆的轴向应力以及轴向变形。2.根据权利要求1所述的具有应力感知和位移记忆功能的智能监测锚杆装置，其特征在于，所述位移变化信号具体为应力波动信号。3.根据权利要求2所述的具有应力感知和位移记忆功能的智能监测锚杆装置，其特征在于，所述承载件具有多个承载台，用于依次抵接所述顶推件，且相邻两个所述承载台之间的间距为第二预设值，当所述挤压力达到所述第一预设值时，所述顶推件推断任一所述承载台，以抵接紧邻的所述承载台，以使所述承载件发出所述应力波动信号，所述传感器用于监测所述应力波动信号的次数，以监测所述承载件的位移变化。4.根据权利要求3所述的具有应力感知和位移记忆功能的智能...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙欢，刘浩，叶桢妮，龙其健，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：
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