一种锚杆应力监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及锚杆技术领域，具体涉及一种锚杆应力监测装置。


背景技术：

2.目前，预应力锚杆广泛应用于大埋深、软弱围岩隧道中。通过对锚杆施加一定量值的预紧力，使锚杆锚固于围岩深处，自由端锁定于围岩表面，达到对围岩产生径向支护反力的目的。预应力锚杆技术的重难点之一即是如何保证锚杆在早期不至产生较大的应力松弛导致失效，另一方面，在围岩与锚杆长期的相互作用中，锚杆应力状态亦是工程技术人员用以掌握锚杆健康稳定情况的根据。因此，对预应力锚杆实施应力监测成为隧道工程的一项重要技术指标。
3.现有的锚杆应力监测装置，参考图6，主要包括：11、螺母；12、数据采集仪；13、锚杆；14、垫片；15、应力传感器；是在锚杆垫板或螺母处安装应力传感器，通过垫板或螺母的受压状态以反映锚杆的应力状态，这类方法操作简单，但传感器安装监测完成后一旦拆卸就需同时拆卸垫板或螺母，锚杆再次安装的技术指标得不到保障；若不拆卸传感器，则传感器材质对锚杆受力亦产生影响，且每根锚杆均需配备对应的永久性传感器将造成资源浪费。
4.因此，现有锚杆应力监测技术存在的主要问题为：在锚杆垫板内侧或垫板与螺母之间安装的应力传感器不宜拆卸，重复利用率低，造成资源浪费。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供了一种锚杆应力监测装置，其目的是解决现有应力监测装置中应力传感器不宜拆卸的问题。
6.为了实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.提供一种锚杆应力监测装置，其包括锚杆，锚杆的一端依次设置有锚杆垫板、第一锚杆螺母和第二锚杆螺母，第一锚杆螺母与第二锚杆螺母的两个相对端面均设置有凹槽，组合后的两个凹槽内安装有应力传感器，应力传感器通过数据传输线与数据采集仪连接；锚杆垫板和第一锚杆螺母通过多个螺杆螺纹连接。
8.本实用新型的有益效果为：在本方案中，相比背景技术中的现有技术，设置的锚杆应力监测装置可监测锚杆安装阶段应力是否达到预应力设定值，还可以长期监测锚杆的应力值；监测装置具有便于安装和操作简单的优点。设置的第一锚杆螺母、第二锚杆螺母和凹槽，实现了可拆卸式的应力传感器，使应力传感器可重复使用，节约资源与工程成本。
9.进一步，第一锚杆螺母上贯穿设置有与其同轴线的螺纹孔，锚杆垫板设置有螺纹孔，螺杆插接在螺纹孔中。
10.进一步，第一锚杆螺母未设置凹槽的端面上设有环形的凸台。
11.进一步，螺纹孔位于凸台的外圈与第一锚杆螺母的外圈之间。
12.进一步，应力传感器为环状。
13.除了上面所描述的本实用新型解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本实用新型提供所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。
附图说明
14.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
15.图1为本实用新型中一种锚杆应力监测装置的结构示意图。
16.图2为第一锚杆螺母的主视图。
17.图3为第一锚杆螺母的右视图。
18.图4为第二锚杆螺母的主视图。
19.图5为本实用新型另一种实施的结构示意图。
20.图6为现有技术的结构图示意图；(11、螺母；12、数据采集仪；13、锚杆；14、垫片；15、应力传感器)。
21.其中：1、锚杆；2、锚杆垫板；3、凸台；4、螺杆；5、第一锚杆螺母；6、应力传感器；7、第二锚杆螺母；8、数据采集仪；9、螺纹孔；10、凹槽。
具体实施方式
22.为了使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本实用新型保护的范围。
23.请参考图1-图4，本实用新型提供一种锚杆应力监测装置，其包括锚固于围岩中的锚杆1，锚杆1位于围岩外部的一端依次设置有锚杆垫板2、第一锚杆螺母5和第二锚杆螺母7，第一锚杆螺母5与第二锚杆螺母7的两个相对端面均设置有凹槽10，组合后的两个凹槽10形成安装应力传感器6容纳腔，应力传感器6通过数据传输线与数据采集仪8连接；锚杆垫板2和第一锚杆螺母5通过多个螺杆4螺纹连接。
24.设置的锚杆1应力监测装置可监测锚杆1安装阶段应力是否达到预应力设定值，还可以长期监测锚杆1的应力值；还便于安装、以及操作简单。拆卸的应力传感器6可重复使用，大大节约资源与工程成本。
25.锚杆应力监测装置的使用方法：
26.方式一、在测量安装阶段监测预应力设定值时，参考图5的方式安装，也就是锚杆1上套接有锚杆垫板2、第一锚杆螺母5、应力传感器6和第二锚杆螺母7，通过数据采集仪8可以读取锚杆1安装阶段预应力设定值。
27.方式二、在长期监测锚杆1的应力值时，参考图1的方式安装，也就是锚杆1上套接有锚杆垫板2、螺杆4、第一锚杆螺母5、应力传感器6和第二锚杆螺母7；通过数据采集仪8可以读取锚杆1安装后的长期应力值。
28.方式三、当采用方式一，锚杆的应力监测结束后，将螺杆1插接在螺纹孔9中，避免第一锚杆螺母随时间的推移发生松动；拆除应力传感器6和第二螺母7，实现监测元件的回收再利用。当采用方式二，锚杆的应力监测结束后，只拆除应力传感器6和第二螺母7，实现监测元件的回收再利用。
29.锚杆1应力监测装置的安装方式：
30.上述方式一的安装方式：首先将锚杆垫板2套在锚杆1上，将第一锚杆螺母5拧在锚杆1上，再将应力传感器6嵌入在第一锚杆螺母5的凹槽10中，将第二锚杆螺母7拧在锚杆1上，使应力传感器6完全包裹在容纳腔中，连接应力传感器6和数据采集仪8，完成安装。
31.上述方式二的安装方式：首先将锚杆垫板2套在锚杆1上，将第一锚杆螺母5拧在锚杆1上，再将螺杆4拧在螺纹孔9中，再将应力传感器6嵌入在第一锚杆螺母5的凹槽10中，将第二锚杆螺母7拧在锚杆1上，使应力传感器6完全包裹在容纳腔中，连接应力传感器6和数据采集仪8，完成安装。
32.优选第一锚杆螺母5上贯穿设置有与其同轴线的螺纹孔9，锚杆垫板2设置有螺纹孔9，螺杆4插接在螺纹孔9中；采用螺杆4进一步连接了锚杆垫板2和第一锚杆螺母5，避免锚杆垫板2和第一锚杆螺母5之间的松动，还可以实现锚杆1应力监测完成后拆卸应力传感器6而不影响锚杆1受力状态。
33.优选第一锚杆螺母5未设置凹槽10的端面上设有环形的凸台3；设置的凸台3可以使第一锚杆螺母5与锚杆垫板2之间的接触面处应力集中，便于应力传感器6检测准确。
34.优选螺纹孔9位于凸台3的外圈与第一锚杆螺母5的外圈之间。
35.具体的，螺杆4的数量可以是两个或四个，其相对应的螺纹孔9也相同，这样使第一锚杆螺母5与锚杆垫板2之间连接牢固，便于应力传感器6检测准确。
36.优选应力传感器6均为环状。
37.具体的，所述应力传感器6的外圈直径与凹槽10的直径相同，内圈直径与锚杆1直径相同；这样可以避免应力传感器6在容纳腔中晃动，导致测量不准确；这样还可以直接将应力传感器6直接镶嵌在第一锚杆螺母5的凹槽10中，或者镶嵌在第一锚杆螺母5和第二锚杆螺母7组合后的凹槽10中。
38.其中锚杆垫板2、第一锚杆螺母5和第二锚杆螺母7与锚杆1的直径相同，这样连接牢固，避免晃动。
39.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。