專利名稱：一種纖維增強(qiáng)塑料智能錨桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于巖土工程安全監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種高強(qiáng)度、輕質(zhì)量、耐腐蝕且具 有自監(jiān)測(cè)功能的纖維增強(qiáng)塑料智能錨桿。
背景技術(shù)：
錨桿作為一種充分挖掘、提高巖土體自身強(qiáng)度及自穩(wěn)能力的支護(hù)結(jié)構(gòu)，具有施工 方便、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，已在煤礦及礦山巷道支護(hù)、邊坡基坑支護(hù)、橋梁隧道支護(hù)、建筑基礎(chǔ) 加固等工程中獲得廣泛應(yīng)用，例如在舉世矚目的三峽水利樞紐工程，采用了十余萬(wàn)根高強(qiáng) 度錨桿作局部或系統(tǒng)加固以提高處于風(fēng)化巖層中船間邊坡的穩(wěn)定性。然而目前工程中慣用 的鋼錨桿尚存在自重大、運(yùn)輸和安裝困難、不易切割及切割時(shí)易產(chǎn)生火花等不足，其制約了 鋼錨桿的應(yīng)用；同時(shí)鋼錨桿在復(fù)雜潮濕的巖土工程環(huán)境中的易腐蝕，其不僅影響結(jié)構(gòu)的耐 久性、帶來(lái)巨大工程安全隱患，嚴(yán)重時(shí)甚至引發(fā)重大工程事故，例如英國(guó)泰晤士河擋土墻工 作21年后，因錨桿桿體銹蝕斷裂引發(fā)鋼板樁傾倒事故。為了克服鋼錨桿上述不足，基于纖 維增強(qiáng)塑料的抗拉強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕、易加工等優(yōu)良特性，研制開發(fā)新型高性能纖維 增強(qiáng)塑料錨桿已成為巖土錨固工程領(lǐng)域的重要課題。另一方面，如何實(shí)現(xiàn)錨桿受力及損失狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、確保巖土錨固工程長(zhǎng)期安 全穩(wěn)定，也是巖土錨固技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。目前國(guó)內(nèi)外錨桿受力及損傷狀態(tài)測(cè)試方法主要包 括兩大類一類是基于電磁波、聲波等在不同介質(zhì)層的反射差異檢測(cè)砂漿錨固體的飽和程 度，間接評(píng)價(jià)錨桿的受力和損傷狀態(tài)；另一類是通過“拉拔試驗(yàn)”采用測(cè)力錨桿、錨桿拉拔 計(jì)、差動(dòng)電阻應(yīng)變計(jì)和電阻應(yīng)變片等直接測(cè)試錨桿在拉拔作用下的受力和損傷狀態(tài)。但這 些測(cè)試方法存在易受電磁場(chǎng)干擾、測(cè)試誤差較大、耐久性差及長(zhǎng)期穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，難以滿 足巖土錨固工程隱蔽、潮濕、銹蝕環(huán)境下的長(zhǎng)期穩(wěn)定監(jiān)測(cè)需求。而近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的光纖 傳感技術(shù)具有性能穩(wěn)定、耐久性好、靈敏度高、抗電磁干擾強(qiáng)、便于分布式測(cè)量、集數(shù)據(jù)傳輸 和傳感于一體及易于與纖維增強(qiáng)樹脂材料復(fù)合等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，為解決錨桿受力及損傷狀態(tài)的 長(zhǎng)期穩(wěn)定監(jiān)測(cè)難題提供了新的技術(shù)思路。目前已有相關(guān)學(xué)者嘗試采用拉曼分布式測(cè)溫技 術(shù)、光纖光柵或布里淵分布式測(cè)試技術(shù)對(duì)錨桿施工及使用過程中的錨固環(huán)境溫/濕度、受 力狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，進(jìn)而評(píng)價(jià)錨桿的錨固環(huán)境、受力及損失狀態(tài)。但其測(cè)試方法仍存在以下 局限性①采用的裸光柵或光纖表面粘貼的傳感器布設(shè)工藝存在傳感器及傳輸線路易損壞 的致命缺點(diǎn)，難以適應(yīng)錨桿的粗放式施工要求；②傳感器粘貼布設(shè)所采用的膠黏劑，其耐久 性沒有基本保障，無(wú)法確保錨桿受力狀態(tài)的長(zhǎng)期穩(wěn)定監(jiān)測(cè)；③錨桿結(jié)構(gòu)尺度大、損傷分布范 圍廣，光纖光柵傳感器只能得到錨桿的局部高精度應(yīng)變信息而難以掌握錨桿應(yīng)變的全局分 布狀態(tài)，容易漏檢，有時(shí)無(wú)法反映出錨桿損傷缺陷及應(yīng)力集中狀況；④布里淵分布式測(cè)試雖 然能夠給出錨桿的全局應(yīng)變分布情況，但尚存在測(cè)試精度和采樣頻率低的缺點(diǎn)，對(duì)于應(yīng)力 局部變化劇烈的區(qū)域，其測(cè)試結(jié)果往往不能有效地刻畫錨桿的真實(shí)受力狀態(tài)；⑤光纖光柵 及布里淵分布式光纖傳感探頭同時(shí)對(duì)溫度和應(yīng)變靈敏，在應(yīng)變測(cè)試時(shí)往往需要額外布設(shè)溫 度補(bǔ)償傳感器來(lái)提高測(cè)試精度，而錨桿結(jié)構(gòu)跨度大、服役環(huán)境復(fù)雜隱蔽，溫度補(bǔ)償傳感器選點(diǎn)、布設(shè)困難，實(shí)際工程中往往難以對(duì)應(yīng)變測(cè)試結(jié)果進(jìn)行有效的溫度補(bǔ)償修正；⑥拉曼分布 式測(cè)溫技術(shù)雖然能夠直接測(cè)試錨桿全局錨固環(huán)境的溫/濕度變化，間接評(píng)價(jià)錨桿的錨固環(huán) 境及損傷狀態(tài)，但其不能給出錨桿的應(yīng)力狀態(tài)信息。因此，錨桿受力測(cè)試和損傷評(píng)估亟需長(zhǎng) 期穩(wěn)定可靠測(cè)試手段和技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度、輕質(zhì)量、耐腐蝕且具有自監(jiān)測(cè)功能的纖維增 強(qiáng)塑料智能錨桿，解決了錨桿防腐蝕以及受力狀態(tài)長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠測(cè)試的技術(shù)問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種纖維增強(qiáng)塑料智能錨桿，錨桿桿體從里層到外層依次設(shè)置為光纖-光纖光柵 傳感器及纖維增強(qiáng)塑料包裹層；其中所述光纖-光纖光柵傳感器為一根寫入了一個(gè)或多個(gè) 光纖光柵的單模光纖。制作時(shí)，將光纖-光纖光柵傳感器與浸潤(rùn)樹脂的纖維增強(qiáng)塑料一起 送入拉擠模具，拉擠成型錨桿桿體；成型后，光纖-光纖光柵傳感器和外層的纖維增強(qiáng)塑料 包裹層有機(jī)地固結(jié)成一體；光纖-光纖光柵傳感器通過光開關(guān)，分別與拉曼分布式解調(diào)儀 (R0TDR解調(diào)儀)、布里淵分布式解調(diào)儀(B0TDA/R解調(diào)儀)和光纖光柵解調(diào)儀(FBG解調(diào)儀) 連接，光纖-光纖光柵傳感器通過光開關(guān)將單模光纖感測(cè)得到的代表錨桿分布溫度的光信 號(hào)傳遞給拉曼分布式解調(diào)儀，將單模光纖感測(cè)得到的代表錨桿分布應(yīng)變的光信號(hào)傳遞給布 里淵分布式解調(diào)儀，將光纖光柵感測(cè)得到的代表錨桿關(guān)鍵位置或易損位置應(yīng)變的光信號(hào)傳 遞給光纖光柵解調(diào)儀，從而采用拉曼分布式測(cè)溫技術(shù)對(duì)錨桿全長(zhǎng)范圍內(nèi)的溫度分布狀態(tài)進(jìn) 行測(cè)試，采用布里淵分布式測(cè)試技術(shù)對(duì)錨桿全長(zhǎng)應(yīng)變進(jìn)行測(cè)試并定位局部損傷，及采用局 部高精度準(zhǔn)分布式光纖光柵對(duì)錨桿關(guān)鍵或易損部位的應(yīng)變狀態(tài)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)、定量分析; 桿體端部設(shè)置與錨桿受力特性相適應(yīng)的傳力錨頭，且桿體尾部設(shè)置光纖保護(hù)套筒。錨桿應(yīng)變及溫度測(cè)試時(shí)，首先采用光開關(guān)將光纖-光纖光柵傳感器與ROTDR解調(diào) 儀、B0TDA/R解調(diào)儀和FBG解調(diào)儀連接，構(gòu)建錨桿應(yīng)變及溫度智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；然后，通過光開 關(guān)調(diào)節(jié)，將光纖-光纖光柵傳感器先后與ROTDR解調(diào)儀、B0TDA/R解調(diào)儀和FBG解調(diào)儀連接， 對(duì)錨桿全局范圍的溫度、應(yīng)變狀態(tài)及關(guān)鍵或易損部位的應(yīng)變狀態(tài)進(jìn)行解調(diào)測(cè)試；最后，根據(jù) 拉曼分布式測(cè)試的溫度狀態(tài)對(duì)布里淵分布式及光纖光柵應(yīng)變測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度補(bǔ)償修正， 并通過局部高精度光纖光柵測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)布里淵分布式測(cè)試結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)修正，提高測(cè)試結(jié) 果的可靠性。本發(fā)明還有這樣一些特征技術(shù)所述光纖-光纖光柵傳感器還可以為平行布設(shè)兩根傳感光纖，一根為普通單模光 纖，另一根為寫入了一個(gè)或多個(gè)光纖光柵的單模光纖；所述光纖-光纖光柵傳感器中的光纖光柵寫入位置與錨桿的關(guān)鍵位置或易損位 置相對(duì)應(yīng)，其數(shù)量由具體工作的測(cè)試要求確定；在所述的纖維增強(qiáng)塑料智能錨桿桿體尾部，光纖-光纖光柵傳感器與光纖傳感測(cè) 試跳線連接，形成回路；所述的纖維增強(qiáng)塑料是玻璃增強(qiáng)纖維塑料、碳纖維增強(qiáng)塑料、玄武巖纖維增強(qiáng)塑 料或芳綸纖維增強(qiáng)塑料中的一種。所述的錨桿錨頭為機(jī)械式夾持錨頭、粘結(jié)型錨頭或組合式錨頭中的一種。
所述的錨桿桿體表面為光滑棒型或具有螺紋結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的效果和益處是纖維增強(qiáng)塑料智能錨桿桿體中心的光纖-光纖光柵傳感 器是與外部包裹的增強(qiáng)塑料纖維一起送入模具，進(jìn)過熱處理成型工藝，使之成為一個(gè)整體。 光纖-光纖光柵傳感器與外部的增強(qiáng)塑料纖維包裹層固結(jié)性能良好，使其一起協(xié)調(diào)變形， 具有優(yōu)異的智能感知特性；同時(shí)植入的光纖-光纖光柵傳感器綜合了拉曼分布式測(cè)溫技 術(shù)、布里淵分布式及光纖光柵測(cè)試技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，能夠有效地監(jiān)測(cè)、評(píng)估錨桿使用過程中的錨 固環(huán)境、受力及損失狀態(tài)，為反饋指導(dǎo)錨桿施工及安全評(píng)價(jià)提供直接的信息。此外，纖維增 強(qiáng)塑料智能錨桿繼承了纖維增強(qiáng)塑料輕質(zhì)、高強(qiáng)、高耐久性及易切割等優(yōu)點(diǎn)，可以根據(jù)工程 實(shí)際需要加工、切割成任意長(zhǎng)度，適于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，可廣泛用于邊坡、基坑、隧洞、地下工程， 壩體及抗傾、抗浮結(jié)構(gòu)等巖土錨固工程。


圖1是本發(fā)明的纖維增強(qiáng)塑料智能錨桿結(jié)構(gòu)示意圖(a)中的光纖-光纖光柵傳 感器為一根寫入了一個(gè)或多個(gè)光纖光柵的單模光纖；(b)中的光纖-光纖光柵傳感器為平 行布設(shè)兩根傳感光纖，一根為普通單模光纖，另一根為寫入了一個(gè)或多個(gè)光纖光柵的單模 光纖。圖2是本發(fā)明的纖維增強(qiáng)塑料智能錨桿截面示意圖(a)中的光纖-光纖光柵傳 感器為一根寫入了一個(gè)或多個(gè)光纖光柵的單模光纖；(b)中的光纖-光纖光柵傳感器為平 行布設(shè)兩根傳感光纖，一根為普通單模光纖，另一根為寫入了一個(gè)或多個(gè)光纖光柵的單模 光纖。圖3是本發(fā)明的纖維增強(qiáng)塑料智能錨桿安裝與測(cè)試示意圖。圖中1光纖-光纖光柵傳感器；2光纖光柵傳感器；3纖維增強(qiáng)塑料包裹層；4光 纖保護(hù)套筒；5錨桿錨頭；6測(cè)試跳線；7托盤；8螺母。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施例。(一)錨桿的結(jié)構(gòu)本發(fā)明的纖維增強(qiáng)塑料智能錨桿結(jié)構(gòu)構(gòu)成如圖1和圖2所示，該錨桿包括1光 纖-光纖光柵傳感器；2光纖光柵傳感器；3纖維增強(qiáng)塑料包裹層；4光纖保護(hù)套筒；5錨桿 錨頭；6測(cè)試跳線；7托盤以及8螺母。光纖-光纖光柵傳感器及纖維增強(qiáng)塑料包裹層組成錨 桿桿體，桿體端部設(shè)置與錨桿受力特性相適應(yīng)的傳力錨頭，且桿體尾部設(shè)置光纖保護(hù)套筒。 其中，光纖-光纖光柵傳感器是一根寫入了一個(gè)或多個(gè)光纖光柵的單模光纖(如圖1(a)、 圖2 (a))，或者是平行布設(shè)兩根傳感光纖，一根為普通單模光纖，另一根為寫入了一個(gè)或多 個(gè)光纖光柵的單模光纖(如圖1(b)、圖2(b))，在桿體尾部，光纖-光纖光柵傳感器與光纖 傳感測(cè)試跳線連接，形成回路；光纖-光纖光柵傳感器中光纖光柵寫入位置與錨桿的關(guān)鍵 位置或易損位置相對(duì)應(yīng)，其數(shù)量由具體工作的測(cè)試要求確定；纖維增強(qiáng)塑料是玻璃增強(qiáng)纖 維塑料、碳纖維增強(qiáng)塑料、玄武巖纖維增強(qiáng)塑料或芳綸纖維增強(qiáng)塑料中的一種；錨桿錨頭是 機(jī)械式夾持錨頭、粘結(jié)型錨頭或組合式錨頭中的一種；錨桿桿體表面為光滑棒型或具有螺 紋結(jié)構(gòu)。
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(二)錨桿的制作本發(fā)明的纖維增強(qiáng)塑料智能錨桿制作方法是1)根據(jù)錨桿所需提供的錨固力大小、粘結(jié)力大小及錨桿桿體直徑等設(shè)計(jì)錨桿桿體 的長(zhǎng)度L
r r KN1/ ,L> Lj^r-1-(1)
7 ατψ式中，d為錨桿直徑；Lf為錨桿自由長(zhǎng)度；Nt為錨桿設(shè)計(jì)錨固力；τ為錨桿桿體與 錨固體之間的粘結(jié)力大??；K、Ψ分別為錨桿桿體或錨固體抗拔安全系數(shù)及錨固長(zhǎng)度對(duì)粘 結(jié)強(qiáng)度的影響系數(shù)；2)根據(jù)錨桿桿體的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度及預(yù)留尾纖長(zhǎng)度(一般取5m)確定植入光纖_光纖光 柵傳感器的長(zhǎng)度；3)根據(jù)測(cè)試需要，在植入光纖-光纖光柵傳感器對(duì)應(yīng)于錨頭、自由端和錨固段邊 界、錨固地層邊界及結(jié)構(gòu)易損部位等的位置上寫入光纖光柵傳感器；4)將光纖-光纖光柵傳感器與浸潤(rùn)樹脂的纖維增強(qiáng)塑料一起送入拉擠模具，拉擠 成型錨桿桿體。成型后，光纖-光纖光柵傳感器和外層的纖維增強(qiáng)塑料包裹層有機(jī)地固結(jié) 成一體；5)在錨桿桿體尾部熔接光纖測(cè)試跳線形成傳輸回路，并膠黏劑粘結(jié)或預(yù)制螺紋連 接桿體尾部光纖保護(hù)套筒；6)制作與纖維增強(qiáng)樹脂錨桿受力特性相適應(yīng)的錨桿錨頭，其形式可以是機(jī)械式夾 持錨頭、粘結(jié)型錨頭或組合式錨頭中的一種。(三)錨桿的施工安裝本發(fā)明的纖維增強(qiáng)塑料智能錨桿施工安裝如圖3所示，具體方法是1)根據(jù)錨桿桿體長(zhǎng)度、直徑，確定鉆孔長(zhǎng)度、直徑，在巖土體鉆孔；2)將錨桿桿體緩慢放入鉆孔中，并采用錨固劑或水泥砂漿將桿體安裝固定；3)在錨固劑或砂漿錨固體達(dá)到強(qiáng)度要求后，在錨頭上安裝托盤和螺母。(四)數(shù)據(jù)采集與分析本發(fā)明的纖維增強(qiáng)塑料智能錨桿應(yīng)變及溫度測(cè)試如圖3所示，具體方案是1)采用光開關(guān)將光纖-光纖光柵傳感器與ROTDR解調(diào)儀、B0TDA/R解調(diào)儀和FBG 解調(diào)儀連接，構(gòu)建智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；2)調(diào)節(jié)光開關(guān)使得光纖-光纖光柵傳感器與ROTDR解調(diào)儀連接。ROTDR解調(diào)儀向 光纖-光纖光柵傳感器發(fā)送一個(gè)短激光脈沖，然后測(cè)得背向散射的拉曼光。通過解調(diào)背向 散射拉曼光信號(hào)，可以測(cè)得錨桿全長(zhǎng)范圍內(nèi)的環(huán)境溫度Ti ^ =(2)式中，h、C、Δ Y為普朗克常數(shù)、真空中光速和偏移波數(shù)；Ti(l、Ti分別為初始溫度、 測(cè)試溫度值；R(Titl)A(Ti)分別為初始溫度、測(cè)試溫度所對(duì)應(yīng)的反斯托克光與斯托克光的光 強(qiáng)比，其直接由ROTDR解調(diào)儀測(cè)得；3)調(diào)節(jié)光開關(guān)使得光纖-光纖光柵傳感器與B0TDA/R解調(diào)儀連接。B0TDA/R解調(diào) 儀向光纖-光纖光柵傳感器發(fā)送一個(gè)激光脈沖，對(duì)于BOTDA解調(diào)儀，尚需發(fā)送一探測(cè)光。通過解調(diào)受激/背向布里淵散射光頻率變化，測(cè)得錨桿全長(zhǎng)范圍內(nèi)的應(yīng)變?chǔ)?ε i及環(huán)境溫度 變化Δ Ti VBi = Ce Δ ε ^Ct Δ T^Vb1j0(3)式中，Ce、Ct分別為應(yīng)變和溫度靈敏度系數(shù)；VBi、VBi,0分別布里淵散射光頻率和初 始里淵散射光頻率；4)調(diào)節(jié)光開關(guān)使得光纖-光纖光柵傳感器與FBG解調(diào)儀連接。FBG解調(diào)儀向光纖 傳感探頭發(fā)送一個(gè)激光脈沖，通過解調(diào)光纖光柵中心波長(zhǎng)變化，可以測(cè)得錨桿在光纖光柵 的應(yīng)變?chǔ)?ε ‘ i及環(huán)境溫度變化ATi λ i = α ε Δ ε ‘廣 α τ Δ Ti+ λ i0(4)式中，α Ε、α τ分別為應(yīng)變和溫度靈敏度系數(shù)；λ ” λ i(l分別光纖光柵中心波長(zhǎng)和 初始中心波長(zhǎng)；5)當(dāng)測(cè)試時(shí)間跨度短或環(huán)境溫度變化很小時(shí)，溫度對(duì)布里淵和光纖光柵測(cè)試信號(hào) 的影響可以忽略，式(3)、⑷即可測(cè)得錨桿的應(yīng)變值；當(dāng)測(cè)試時(shí)間跨度長(zhǎng)或環(huán)境溫度變化 較大時(shí)，需根據(jù)ROTDR解調(diào)儀測(cè)得的環(huán)境溫度變化值(式O))對(duì)B0TDA/R解調(diào)儀和FBG解 調(diào)儀的測(cè)試信號(hào)(式(3)^4))進(jìn)行溫度補(bǔ)償，剔除環(huán)境溫度對(duì)錨桿應(yīng)變測(cè)試的影響；6)經(jīng)過溫度補(bǔ)償修正后，采用FBG解調(diào)儀測(cè)得的局部高精度應(yīng)變測(cè)試值Δ ε ‘ i 對(duì)相應(yīng)位置的B0TDA/R解調(diào)儀的應(yīng)變測(cè)試結(jié)果Δ ε 1進(jìn)行修正，提高錨桿全局應(yīng)變測(cè)試結(jié) 果的可靠性。智能錨桿使用期間安全狀態(tài)評(píng)定采用校驗(yàn)系統(tǒng)來(lái)評(píng)定智能錨桿的使用狀態(tài)
校驗(yàn)系數(shù)=I^M 儀XZ爾獄容許應(yīng)變正常使用情況下，校驗(yàn)系數(shù)小于1且越小越安全；當(dāng)校驗(yàn)系數(shù)接近或大于等于1 時(shí)，認(rèn)為錨桿達(dá)到了極限狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種纖維增強(qiáng)塑料智能錨桿，其特征在于錨桿桿體從里層到外層依次設(shè)置為光 纖-光纖光柵傳感器(1)及纖維增強(qiáng)塑料包裹層(3)；其中所述光纖-光纖光柵傳感器(1) 為一根寫入了一個(gè)或多個(gè)光纖光柵(3)的單模光纖；光纖-光纖光柵傳感器(1)通過光 開關(guān)，分別與拉曼分布式解調(diào)儀、布里淵分布式解調(diào)儀和光纖光柵解調(diào)儀連接，并將感測(cè)到 的溫度或應(yīng)變光信號(hào)分別傳遞給拉曼分布式解調(diào)儀、布里淵分布式解調(diào)儀和光纖光柵解調(diào)儀；桿體端部設(shè)置與錨桿受力特性相適應(yīng)的傳力錨頭(5)，且桿體尾部設(shè)置光纖保護(hù)套筒 ⑷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)塑料智能錨桿，其特征是所述光纖-光纖光柵傳 感器(1)為平行布設(shè)兩根傳感光纖，一根為普通單模光纖，另一根為寫入了一個(gè)或多個(gè)光 纖光柵(3)的單模光纖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的纖維增強(qiáng)塑料智能錨桿，其特征是所述光纖-光纖光 柵傳感器(1)中的光纖光柵C3)寫入位置與錨桿的關(guān)鍵位置或易損位置相對(duì)應(yīng)，其數(shù)量由 具體工作的測(cè)試要求確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的纖維增強(qiáng)塑料智能錨桿，其特征是所述的維增強(qiáng)塑 料包裹層( 表面為光滑棒型或具有螺紋結(jié)構(gòu)；纖維增強(qiáng)塑料為玻璃纖維增強(qiáng)塑料、碳纖 維增強(qiáng)塑料、玄武巖纖維增強(qiáng)塑料或芳綸纖維增強(qiáng)塑料中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的纖維增強(qiáng)塑料智能錨桿，其特征是所述的錨頭(5) 為機(jī)械式夾持錨頭、粘結(jié)型錨頭或組合式錨頭中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的纖維增強(qiáng)塑料智能錨桿，其特征是所述光纖-光 纖光柵傳感器(1)采用拉曼分布式測(cè)溫技術(shù)測(cè)試的錨桿環(huán)境溫度對(duì)布里淵分布式和光纖 光柵應(yīng)變測(cè)試進(jìn)行溫度補(bǔ)償，并采用光纖光柵(3)的應(yīng)變測(cè)試數(shù)據(jù)提高布里淵分布式光纖 的應(yīng)變測(cè)試精度。
全文摘要
一種纖維增強(qiáng)塑料智能錨桿，屬于巖土工程安全監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。其特征是桿體從里層到外層依次為光纖-光纖光柵傳感器及纖維增強(qiáng)塑料包裹層，其中所述的光纖-光纖光柵傳感器是一根寫入了一個(gè)或多個(gè)光纖光柵的單模光纖，或者是平行布設(shè)兩根傳感光纖，一根為普通單模光纖，另一根為寫入了一個(gè)或多個(gè)光纖光柵的單模光纖。采用光開關(guān)連接轉(zhuǎn)換，光纖-光纖光柵傳感器將感測(cè)到的溫度或應(yīng)變光信號(hào)分別傳遞給拉曼分布式解調(diào)儀、布里淵分布式解調(diào)儀和光纖光柵解調(diào)儀。本發(fā)明的效果和益處是植入的光纖-光纖光柵傳感器綜合了拉曼分布式測(cè)溫技術(shù)、布里淵分布式及光纖光柵測(cè)試技術(shù)的測(cè)試優(yōu)點(diǎn)，提高了錨桿環(huán)境溫度與應(yīng)變狀態(tài)長(zhǎng)期測(cè)試的可靠性。
文檔編號(hào)E02D33/00GK102140796SQ201010618198
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者何建平, 周智, 歐進(jìn)萍, 黃明華 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)