錨桿受力狀態快速評估裝置及其應用方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及地下工程錨固結構健康檢測領域，具體地說是一種用于快速評估錨桿受力狀態的裝置及其應用方法。
【背景技術】
[0002]近年來，錨桿在地下工程支護領域獲得了廣泛的應用，對于降低支護成本和減少事故發揮了重要作用。由于錨桿埋置于圍巖內部，屬于隱蔽結構，其健康診斷以及支護作用評價較為困難。為了評估錨桿的支護作用和健康狀態，一般將錨桿軸力作為重要評價指標，但是錨桿軸力的測量卻非常困難。目前國內外采用的錨桿軸力測量方法主要包括:應變測量法、壓力傳感器測量法和振弦式錨桿測力計。
[0003]應變測量法是指在錨桿安裝前，在錨桿軸向布設應變片或者光纖光柵，錨桿受力后產生一定的變形，可以測量錨桿的軸向應變，根據測得的應變計算錨桿的軸力。這種方法中采用的應變片和光纖光柵極易損壞，對周圍環境要求較高，測量結果不穩定，測量結果一般只能作為參考。另外，光纖光柵應變測量系統成本較高。
[0004]壓力傳感器測量法是指在錨桿托盤處預先安裝一個壓力傳感器，通過壓力傳感器直接測量錨桿軸力。這種方法測量精度可以保證，但是成本較高，單個壓力傳感器的成本達到上萬元，如果不回收利用的話會造成極大的浪費，回收的話則會造成錨桿失效，威脅工程安全。
[0005]振弦式錨桿測力計首先將錨桿變形傳遞給振弦，從而改變振弦的振動頻率。通過振弦頻率檢測可以得到振弦的變形，進而得到錨桿的變形，進而求得錨桿的軸力。這種方法需要預先將振弦的兩端焊接在錨桿上，不僅操作復雜，焊接質量難以保證，而且還大大增加了錨桿的安裝難度。

【發明內容】

[0006]本發明的目的在于提供一種用于快速評估錨桿受力狀態的裝置及其應用方法，其技術解決方案是:
一種錨桿受力狀態快速評估裝置，其特征在于主要包括:泡沫金屬板和搪瓷涂層；所述的泡沫金屬板，材質為多孔泡沫金屬材料，整體為平板結構，形狀呈方形或圓形，其中心設有圓形孔洞，錨桿可以從該孔洞穿過；所述的搪瓷涂層，敷在泡沫金屬板的上側表面，搪瓷涂層表面設置等間距圓環或刻度線等，用于快速判斷泡沫金屬板上任意一點與中心點之間距離的圖案。
[0007]本發明的應用方法是:
①安裝錨桿時，將上述錨桿受力狀態快速評估裝置安裝在錨桿的托盤和螺母之間，然后緊固螺母；
②隨著錨桿受力逐漸增加，螺母附近的泡沫金屬板受壓開始變形，并且變形區域向外側逐漸擴展；在此過程中，泡沫金屬板上的搪瓷涂層由內向外逐漸崩落； ③根據搪瓷涂層的崩落范圍，快速確定錨桿的受力狀態，依據是:搪瓷涂層崩落范圍越大，錨桿受力越大。
[0008]本發明的基本原理是:利用泡沫金屬板的變形特性，將錨桿受力狀態與搪瓷涂層的崩落范圍聯系起來，通過觀察即可快速、直觀的判斷錨桿的受力狀態，提供了一種適用于工程現場的錨桿支護作用快速評估方法。
【附圖說明】
[0009]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發明作進一步說明:
圖1為本發明所述的錨桿受力狀態快速評估裝置及其應用方法的原理示意圖；
圖2為本發明所述搪瓷涂層表面設置的一種典型圖案。
【具體實施方式】
[0010]結合附圖1，一種錨桿受力狀態快速評估裝置，其特征在于主要包括:泡沫金屬板I和搪瓷涂層2 ;所述的泡沫金屬板1，材質為多孔泡沫金屬材料，整體為平板結構，形狀呈方形或圓形，其中心設有圓形孔洞，錨桿a可以從該孔洞穿過；所述的搪瓷涂層2，敷在泡沫金屬板的上側表面；如圖2所示，搪瓷涂層表面設置等間距圓環圖案，用于快速判斷搪瓷涂層崩落范圍大小。
[0011]本發明的應用方法是:
①安裝錨桿a時，將上述錨桿受力狀態快速評估裝置安裝在錨桿的托盤b和螺母c之間，然后緊固螺母c ;
②隨著錨桿受力逐漸增加，螺母c附近的泡沫金屬板受壓開始變形，并且變形區域向外側逐漸擴展；在此過程中，泡沫金屬板上的搪瓷涂層由內向外逐漸崩落；
③根據搪瓷涂層的崩落范圍，可以快速確定錨桿的受力狀態，依據是:搪瓷涂層崩落范圍越大，錨桿受力越大。
[0012]以上所述實施例，只是本發明較優選的具體的實施方式的一種，本領域的技術人員在本發明技術方案范圍內進行的通常變化和替換都應包含在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種錨桿受力狀態快速評估裝置，其特征在于主要包括:泡沫金屬板和搪瓷涂層；所述的泡沫金屬板，材質為多孔泡沫金屬材料，整體為平板結構，形狀呈方形或圓形，其中心設有圓形孔洞，錨桿可以從該孔洞穿過；所述的搪瓷涂層，敷在泡沫金屬板的上側表面，搪瓷涂層表面設置等間距圓環或刻度線等圖案。
2.如權利要求1所述的錨桿受力狀態快速評估裝置的應用方法，其特征在于包括以下步驟: ①安裝錨桿時，將上述錨桿受力狀態快速評估裝置安裝在錨桿的托盤和螺母之間，然后緊固螺母； ②隨著錨桿受力逐漸增加，螺母附近的泡沫金屬板受壓開始變形，并且變形區域向外側逐漸擴展；在此過程中，泡沫金屬板上的搪瓷涂層由內向外逐漸崩落； ③根據搪瓷涂層的崩落范圍，快速確定錨桿的受力狀態，依據是:搪瓷涂層崩落范圍越大，錨桿受力越大。
【專利摘要】本發明公開了一種錨桿受力狀態快速評估裝置，其特征在于主要包括：泡沫金屬板和搪瓷涂層；所述的泡沫金屬板，材質為多孔泡沫金屬材料；所述的搪瓷涂層，敷在泡沫金屬板的上側表面；安裝錨桿時，將上述裝置安裝在錨桿的托盤和螺母之間，隨著錨桿受力逐漸增加，泡沫金屬板上的搪瓷涂層由內向外逐漸崩落，根據搪瓷涂層的崩落范圍大小，快速確定錨桿的受力狀態，搪瓷涂層崩落范圍越大，錨桿受力越大。本發明利用泡沫金屬板的變形特性，將錨桿受力狀態與搪瓷涂層的崩落范圍聯系起來，通過觀察即可快速、直觀的判斷錨桿的受力狀態，提供了一種適用于工程現場的錨桿支護作用快速評估方法。
【IPC分類】E21D21-02
【公開號】CN104790994
【申請號】CN201510049482
【發明人】吳學震, 蔣宇靜, 王剛, 喬衛國, 關振長
【申請人】山東科技大學
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年2月1日