【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩土工程锚固，特别涉及一种拉压复合型抗浮锚杆灌浆体应变测试装置及测试方法。
技术介绍
1、岩土工程中需要大量使用锚杆，其中以传统拉力型锚杆应用最多。对于永久性锚杆，尤其是长期在高水位、低高程中服役的抗浮锚杆，其灌浆体开裂将导致地下水及腐蚀介质渗入并引发钢筋锈蚀，进而危及锚固工程的安全。然而，目前在理论上，对灌浆体的拉应变计算缺乏有效可靠的计算方法，在实践上，同样缺乏可靠的技术手段对灌浆体全长范围的拉应变进行监测。
2、目前，对拉压复合型抗浮锚杆灌浆体应变监测存在以下技术难题：一方面，灌浆体应变监测的元件必须埋设在灌浆体中，导致该元件在锚杆制作安装时，与钢筋隔离并处于架空状态，传统元件难以制作安装；另一方面，若是采用分布式光纤直接测量光纤全长的应变，难以有效精准确定目标灌浆体长度范围及其应变，并且对于拉压复合型锚杆，承压锚固段灌浆体随锚杆受荷而受压，受拉锚固段灌浆体随锚杆受荷而受拉，如何协调一根分布式光纤兼容受压与受拉应变的精准测试，有待解决。
3、综上，如何采用分布式光纤对拉压复合型抗浮锚杆灌浆体应变进行监测，成为急需解决的难题。
技术实现思路
1、为解决采用分布式光纤监测拉压复合型抗浮锚杆灌浆体应变存在的难点，本专利技术提供的一种拉压复合型抗浮锚杆灌浆体应变测试装置，所述装置设置于钻孔内的灌浆体中，所述钻孔内包括筋体，所述筋体上设置有承压板，所述承压板以上的所述筋体设置有套管，所述承压板上设置有穿纤孔，所述装置包括导向件、第一支架、第二支架、
2、可以理解的是，所述拉压复合型抗浮锚杆包括杆体和灌浆体，杆体包括筋体和安装在筋体上的配件；在竖直方向上，拉压复合型抗浮锚杆可以分为上部承压锚固段和下部的受拉锚固段；所述承压板位于承压锚固段和受拉锚固段分界处；上述的分布式光纤为完整、连续的一整根。
3、优选的，所述分布式光纤通过粘结胶固连在所述调节丝杆的中孔中。
4、优选的，所述调节丝杆长度为60-100mm。
5、进一步的，所述承压板上设置有对称的穿纤孔和对称的穿管孔，所述穿纤孔和穿管孔垂直贯穿所述承压板。
6、再进一步，所述第一支架和第二支架均包括面板，所述面板上设置有对称的穿杆孔和对称的管槽，所述调节丝杆固定在所述穿杆孔中，所述面板中心设置有向下延伸的穿筋孔，所述第一支架和第二支架通过所述穿筋孔固定在所述筋体上。
7、再进一步，所述承压板的所述穿纤孔中固连有保护套管，所述保护套管的两端分别露出所述承压板，所述分布式光纤穿设在所述保护套管中并与所述保护套管固连。
8、优选的，所述保护套管上端伸出所述承压板30-60mm。
9、保护套管露出承压板，可有效防止螺旋钢筋及其他增强构件直接在承压板平面剪切光纤，对光纤造成破坏。
10、通过在承压板的穿纤孔内固定保护套管、保护套管内采用粘接胶固定分布式光纤，可以分别对承压锚固段及受拉锚固段灌浆体范围内分布式光纤进行预张拉，并获得不同的初始应变值。受拉锚固段灌浆体在受荷后，灌浆体会随荷载的增大而受拉，且其拉应变随荷载增大而增大，光纤的应变会随荷载增大而增大；承压锚固段灌浆体在受荷后，灌浆体随荷载的增大而受压，且其压应变随荷载增大而增大，光纤的应变会随荷载的增大而减小，当应变减小到零时，就难以对灌浆体应变进行准确测量。因此，分别对承压锚固段和受拉锚固段灌浆体进行张拉，可以使承压锚固段光纤获得较大的初始拉应变，尽管应变随荷载增大而减小，但一直处于受拉状态，精准测量灌浆体的应变变化；同时可以使受拉锚固段光纤获得较小的初始拉应变，尽管应变随荷载增大而增大，但应变值不超过量程，持续测试获取灌浆体应变变化。
11、再进一步，所述第一支架的穿杆孔、所述承压板的穿纤孔和所述第二支架的穿杆孔同轴。
12、进一步的，所述分布式光纤上端连接有铠装引测光纤，所述铠装引测光纤下端位于所述灌浆体内与所述分布式光纤上端相连，所述铠装引测光纤上端伸出灌浆体至地面。
13、优选的，所述分布式光纤和铠装引测光纤的连接方式为熔接。
14、通过设置铠装引测光纤，防止施工钢筋混凝土底板时损坏分布式光纤。
15、再进一步，所述分布式光纤位于所述第一支架中调节丝杆之上的部分和所述分布式光纤与所述铠装引测光纤的连接处采用金属管进行保护。
16、通过套设金属管对所述分布式光纤位于所述第一支架中调节丝杆之上的部分和所述分布式光纤与所述铠装引测光纤的连接处进行保护，可以防止施工造成的破坏。
17、进一步的，所述分布式光纤底部的弧形段外周面包覆有保护软管。
18、可以理解的是，所述弧形段指的是所述分布式光纤位于第二支架上的调节丝杆的下方部分。
19、优选的，所述保护软管两端分别伸入所述第二支架上的两个调节丝杆的中孔内10-30mm。
20、再进一步，所述导向件包括开口向上的帽环，所述帽环内设有竖直向上延伸的插接口，所述筋体的底端与所述插接口配合，所述分布式光纤底部的弧形段位于所述帽环内。
21、通过在底部对绕弯的分布式光纤采用保护软管套接光纤，并插入调节丝杆的中孔内，再将保护软管放在导向帽的帽环内，可以对该段光纤进行充分保护。
22、本专利技术还提供一种采用上述的锚杆灌浆体应变测试装置测试锚杆灌浆体应变的方法，先将所述装置安装在筋体上，通过调节丝杆在第一支架和第二支架的面板两侧的出露长度预张拉分布式光纤，使分布式光纤的初始预拉应变值达到设计预拉应变值后，下放至钻孔内，按设计要求进行灌浆体注浆，灌浆体凝固后即可对其应变进行测试。
23、具体的，包括以下步骤：
24、s1、筋体安装：在筋体上安装承压板，缠绕油脂条，施工热缩套管；然后在筋体顶部安装第一支架和底部安装第二支架，并使承压板上的穿纤孔与第一支架和第二支架上的穿杆孔共轴；
25、s2、光纤配套装置安装：在第一支架和第二支架的穿杆孔上安装调节丝杆，并通过螺帽临时固定；在承压板的穿纤孔中固定保护套管；在第二支架上的调节丝杆底部插入保护软管，使保护软管的两端分别伸入调节丝杆的中孔内；
26、s3、分布式光纤安装：量测好分布式光纤长度，先从筋体的一侧相应依次穿过第一支架的调节丝杆的中孔、承压板上的保护套管、第二支架的调节丝杆的中孔、保护软管，再对称绕回；在分布式光纤端头套入第一金属管，在铠装引测光纤的端头套入第二金属管，将铠装引测光纤的端头与分布式光纤的上端进行熔接；将调节丝杆布置在适当的位置，在第一支架上部将分布式光纤两端轻轻拉直后，向承压板本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种拉压复合型抗浮锚杆灌浆体应变测试装置，其特征在于：所述装置设置于钻孔内的灌浆体中，所述钻孔内包括筋体，所述筋体上设置有承压板，所述承压板以上的所述筋体设置有套管，所述承压板上设置有穿纤孔，所述装置包括导向件、第一支架、第二支架、调节丝杆和分布式光纤，所述导向件设于所述筋体的底端，所述第一支架固定在所述筋体的近钻孔孔口处，所述第二支架固定在所述筋体的近孔底处，所述调节丝杆固定在所述第一支架和所述第二支架上，所述调节丝杆沿轴线设置有贯通的中孔，所述分布式光纤穿过所述中孔和所述穿纤孔，并与所述中孔和所述穿纤孔固连，所述分布式光纤在所述灌浆体中形成U形回路。
2.根据权利要求1所述的拉压复合型抗浮锚杆灌浆体应变测试装置，其特征在于：所述承压板上设置有对称的穿纤孔和对称的穿管孔，所述穿纤孔和穿管孔垂直贯穿所述承压板。
3.根据权利要求2所述的拉压复合型抗浮锚杆灌浆体应变测试装置，其特征在于：所述第一支架和第二支架均包括面板，所述面板上设置有对称的穿杆孔，所述调节丝杆固定在所述穿杆孔中，所述面板中心设置有向下延伸的穿筋孔，所述第一支架和第二支架通过所述穿筋孔固
4.根据权利要求2所述的拉压复合型抗浮锚杆灌浆体应变测试装置，其特征在于：所述承压板的所述穿纤孔中固连有保护套管，所述保护套管的两端分别露出所述承压板，所述分布式光纤穿设在所述保护套管中并与所述保护套管固连。
5.根据权利要求3所述的拉压复合型抗浮锚杆灌浆体应变测试装置，其特征在于：所述第一支架的穿杆孔、所述承压板的穿纤孔和所述第二支架的穿杆孔同轴。
6.根据权利要求1所述的拉压复合型抗浮锚杆灌浆体应变测试装置，其特征在于：所述分布式光纤上端连接有铠装引测光纤，所述铠装引测光纤下端位于所述灌浆体内与所述分布式光纤上端相连，所述铠装引测光纤上端伸出灌浆体至地面。
7.根据权利要求6所述的拉压复合型抗浮锚杆灌浆体应变测试装置，其特征在于：所述分布式光纤位于所述第一支架中调节丝杆之上的部分和所述分布式光纤与所述铠装引测光纤的连接处采用金属管进行保护。
8.根据权利要求1所述的拉压复合型抗浮锚杆灌浆体应变测试装置，其特征在于：所述分布式光纤底部的弧形段外周面包覆有保护软管。
9.根据权利要求8所述的拉压复合型抗浮锚杆灌浆体应变测试装置，其特征在于：所述导向件包括开口向上的帽环，所述帽环内设有竖直向上延伸的插接口，所述筋体底端与所述插接口配合，所述分布式光纤底部的弧形段位于所述帽环内。
10.一种采用权利要求1-9任一项所述的拉压复合型抗浮锚杆灌浆体应变测试装置测试锚杆灌浆体应变的方法，其特征在于：先将所述装置安装在筋体上，通过调节丝杆在第一支架和第二支架的面板两侧的出露长度预张拉分布式光纤，使所述分布式光纤的初始预拉应变值达到设计预拉应变值后，下放至钻孔内，按设计要求进行灌浆体注浆，所述灌浆体凝固后即可对其应变进行测试。
...【技术特征摘要】
1.一种拉压复合型抗浮锚杆灌浆体应变测试装置，其特征在于：所述装置设置于钻孔内的灌浆体中，所述钻孔内包括筋体，所述筋体上设置有承压板，所述承压板以上的所述筋体设置有套管，所述承压板上设置有穿纤孔，所述装置包括导向件、第一支架、第二支架、调节丝杆和分布式光纤，所述导向件设于所述筋体的底端，所述第一支架固定在所述筋体的近钻孔孔口处，所述第二支架固定在所述筋体的近孔底处，所述调节丝杆固定在所述第一支架和所述第二支架上，所述调节丝杆沿轴线设置有贯通的中孔，所述分布式光纤穿过所述中孔和所述穿纤孔，并与所述中孔和所述穿纤孔固连，所述分布式光纤在所述灌浆体中形成u形回路。
2.根据权利要求1所述的拉压复合型抗浮锚杆灌浆体应变测试装置，其特征在于：所述承压板上设置有对称的穿纤孔和对称的穿管孔，所述穿纤孔和穿管孔垂直贯穿所述承压板。
3.根据权利要求2所述的拉压复合型抗浮锚杆灌浆体应变测试装置，其特征在于：所述第一支架和第二支架均包括面板，所述面板上设置有对称的穿杆孔，所述调节丝杆固定在所述穿杆孔中，所述面板中心设置有向下延伸的穿筋孔，所述第一支架和第二支架通过所述穿筋孔固定在所述筋体上。
4.根据权利要求2所述的拉压复合型抗浮锚杆灌浆体应变测试装置，其特征在于：所述承压板的所述穿纤孔中固连有保护套管，所述保护套管的两端分别露出所述承压板，所述分布式光纤穿设在所述保护套管中并与所述保护套管固连。
5.根据权利要求3所...
【专利技术属性】
技术研发人员：涂兵雄，侯炜，郑金伙，周美丽，许国平，李志伟，肖朝昀，翁秀荣，程继宝，黄山景，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：
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