一种围岩-拱架接触关系监测装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种围岩‑拱架接触关系监测装置及使用方法，由围岩、拱架、力监测模块和位移监测模块构成，所述的力监测模块由短锚杆、受载板、螺母、压力盒组成，所述的位移监测模块由两个拉线式位移传感器和定位孔组成。本发明专利技术通过设置压力盒监测围岩压力，通过监测变形前后两个状态下位移传感器的数据，计算得到径向相对位移和环向相对位移，以此量化拱架与围岩间的相对变形状态。本发明专利技术装置既能监测拱架任意位置的围岩压力，又能监测围岩与拱架的相对位移。

A Monitoring Device for Contact Relation between Surrounding Rock and Arch Frame and Its Application Method

The invention discloses a monitoring device for contact relationship between surrounding rock and arch frame and its application method, which is composed of surrounding rock, arch frame, force monitoring module and displacement monitoring module. The force monitoring module is composed of short bolt, loading plate, nut and pressure box. The displacement monitoring module is composed of two pull-line displacement sensors and positioning holes. The invention monitors the surrounding rock pressure by setting pressure box, calculates the radial relative displacement and the circumferential relative displacement by monitoring the displacement sensor data in the two states before and after deformation, and quantifies the relative deformation state between the arch and surrounding rock. The device can not only monitor the surrounding rock pressure at any position of the arch, but also monitor the relative displacement of the surrounding rock and the arch.

【技术实现步骤摘要】
一种围岩-拱架接触关系监测装置及使用方法
本专利技术涉及地下工程（巷道、隧道）监测
，具体涉及一种围岩-拱架接触关系监测装置及使用方法。
技术介绍
近年来，拱架（型钢拱架、格栅拱架、钢管混凝土拱架等）作为一种高强支护技术在巷道、隧道等地下工程中得到广泛应用，取得较好效果。而围岩与拱架的接触关系决定拱架的受力状况，进而影响拱架承载能力的发挥。当围岩与拱架接触关系较差时，拱架极易出现局部失稳破坏，拱架的整体承载能力难以充分发挥；而围岩与拱架的良好接触关系能够避免拱架受集中载荷或偏载的影响，进而提高拱架整体支护性能，因此掌握围岩与拱架接触关系是非常必要的。围岩-拱架接触关系主要包括拱架与围岩间的相互作用力（围岩压力）和相对位移。围岩压力的性质、大小与分布直接影响到隧道临时支护和永久衬砌的合理类型、形状与尺寸以及与之相对应的施工方法。而由于影响围岩压力的因素很多，难以从理论上得到较准确的围岩压力数据，因此对围岩压力的现场监测就显得尤为必要。相对位移是分析拱架承载特性、失效机制和优化设计参数的重要依据，目前一般仅监测巷道表面位移和拱架自身位移，也有通过两者做差得到相对位移，但这种方法显然本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种围岩‑拱架接触关系监测装置及使用方法，其特征在于：由围岩、拱架、力监测模块和相对位移监测模块构成，所述的力监测模块由短锚杆、受载板、螺母、压力盒组成，所述的相对位移监测模块由两个拉线式位移传感器和定位孔组成。

【技术特征摘要】
1.一种围岩-拱架接触关系监测装置及使用方法，其特征在于：由围岩、拱架、力监测模块和相对位移监测模块构成，所述的力监测模块由短锚杆、受载板、螺母、压力盒组成，所述的相对位移监测模块由两个拉线式位移传感器和定位孔组成。2.如权利要求1所述的一种围岩-拱架接触关系监测装置及使用方法，其特征在于：所述的短锚杆穿过受载板垂直于拱架平面锚固在围岩内部；所述的受载板由短锚杆和螺母固定在围岩表面；所述的压力盒底端固定在受载板上，且压力盒的受力面与拱架上表面紧密接触。3.如权利要求1所述的一种围岩-拱架接触关系监测装置及使用方法，其特征在于：所述的两个拉线式位移传感器的拉线端同时固定在压力盒表面中心处的定位孔上，两个拉线式位移传感器安装在拱架侧面的中轴线位置。4.如权利要求1所述的一种围岩-拱架接触关系监测装置及使用方法，其特征在于：所述的围岩与拱架产生相对位移时，两拉线式位移传感器伸长或缩短，测得拉线式位移传感器变形后的长度，按照以下方法确定径向相对位移和环向相对位移，设两拉线式位移传感器的拉线出口分别为A点和B点，定位孔所在的位置为O点，点O、A、B组成三角形，底边AB长记为c，变形前测得的两边长度分别为a、b，变形后测得的两边长度分别为a'、b'，则可基于三角形海伦公式得到：径向相对位移为∆m=2[p'(p'-a')(p'-b')(p'-c)]1/2/c-2[p(p-a)(p-b)(p-c)]1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李为腾，李秀明，杨秀章，李元振，管清升，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37