一種現(xiàn)場錨固試驗的制作安裝及數(shù)據(jù)自動采集方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種現(xiàn)場錨固試驗的制作安裝及數(shù)據(jù)自動采集方法，其步驟：A、錨桿加工：1）切槽打磨，采用無縱筋螺紋鋼錨桿；2）粘貼應變片于凹槽的中心位置；3）應變片及導線保護，采用硅橡膠充填凹槽與鋼筋月牙齊平，用薄銅片將凹槽處綁扎；B、錨桿現(xiàn)場安裝：從頂部向兩側進行，兩幫錨桿先安裝上部、后安裝下部，打好錨桿眼，安裝后緊固螺母；C、錨固數(shù)據(jù)自動采集：采用智能數(shù)據(jù)采集器，將每根錨桿的數(shù)據(jù)線引至數(shù)據(jù)采集器中，將數(shù)據(jù)自動采集接收并存入U盤存儲器中，用于數(shù)據(jù)處理和分析工作。本方法易行，操作簡便，能利用原巖應力狀態(tài)開展現(xiàn)場錨固試驗，通過數(shù)據(jù)采集儀DT80能將錨桿的應變數(shù)據(jù)自動采集存儲，安全可靠。
【專利說明】一種現(xiàn)場錨固試驗的制作安裝及數(shù)據(jù)自動采集方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種現(xiàn)場開展原位錨固試驗的科研【技術領域】，更具體涉及一種現(xiàn)場錨固試驗的制作安裝和自動數(shù)據(jù)采集方法，它適用于公路、鐵路、水利、礦山等多個領域的巖土工程的現(xiàn)場原位測試。
【背景技術】
[0002]目前針對錨固機理研究開展的錨固試驗基本上是基于室內(nèi)的小比例模型試驗，通過施加邊載模擬原巖受力狀態(tài)，相似材料模擬錨桿、注漿材料和圍巖體，所得試驗結果和規(guī)律與真實錨桿的受力狀態(tài)還有較大差距，所得到的理論成果也難以完全應用到工程實踐中；已有部分科研工作者開展了不同形式的現(xiàn)場錨固試驗，但由于受地下工程現(xiàn)場復雜的環(huán)境條件及各種人為因素干擾，錨桿監(jiān)測數(shù)據(jù)的人工采集往往具有很大的隨機性和誤差?；谏鲜鲈颍景l(fā)明所提出的現(xiàn)場錨固試驗的制作安裝及數(shù)據(jù)采集方法，在盡量不破壞原巖開挖后的應力狀態(tài)條件下，采用多點粘貼安裝應變片的砂漿預應力錨桿預埋方式，通Sdtso采集器自動采集錨桿應變數(shù)據(jù)并存儲，既能實現(xiàn)錨固試驗的原巖應力狀態(tài)，又能保證錨桿應變數(shù)據(jù)的自動安全采集和存儲，為今后開展類似現(xiàn)場錨固試驗提供了一種安全可靠的研究方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是在于提供了一種現(xiàn)場錨固試驗的制作安裝和錨固數(shù)據(jù)的自動采集方法，方法易行，操作簡便，能利用原巖應力狀態(tài)開展現(xiàn)場錨固試驗，通過數(shù)據(jù)采集儀DT80能將錨桿的應變數(shù)據(jù)自動采集存儲，為地下工程錨桿受力分布及變化規(guī)律研究提供第一手的試驗手段和數(shù)據(jù)。該試驗制作和采集方法簡便易行，安全可靠，為進一步開展圍巖體錨固機理研究開辟了一條新的途徑。
[0004]為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下技術措施:
一種現(xiàn)場錨固試驗的制作安裝及數(shù)據(jù)自動采集方法，其步驟是:
1、錨桿加工:
(O切槽打磨。采用2-2.4m長無縱筋螺紋鋼錨桿，沿錨桿長度方向，距桿端
0.15?0.25m、0.55?0.65m、1.15?1.25m和1.75?1.85m分別布置四個測點，每個測點加工成5?6mm深、8?12mm寬的凹槽，用以粘貼應變片。
[0005](2)粘貼應變片。選取BX120-3AA (3mmX3mm)型應變片，將應變片粘貼在凹槽的中心位置，然后將應變片導線焊在接線端子上，最后用便攜式振弦式讀數(shù)儀(DH8202)測試應變片安裝是否有效。
[0006](3)應變片及導線保護。采用704硅橡膠充填凹槽與鋼筋月牙齊平，用薄銅片將凹槽處綁扎保護好。將應變片細導線沿錨桿軸線非螺紋筋部分引至桿端，分別用502膠水和704硅橡膠將細導線涂抹包裹，防止被外力拉扯破壞。
[0007](4)按照上述步驟(I)、步驟(2)、步驟(3)加工方式，總共制作5根錨桿。[0008]2、錨桿現(xiàn)場安裝:
錨桿現(xiàn)場安裝順序為:從頂部向兩側進行，兩幫錨桿先安裝上部、后安裝下部。首先打好錨桿眼，將浸泡好的中速水泥錨固劑(MNH32/250)用木桿逐塊輕輕推送到錨桿眼中，用風鉆、連接套將錨桿推入錨桿孔內(nèi)，直至托盤緊貼煤巖面，安裝后緊固螺母，扭矩達到設計要求。錨桿托盤規(guī)格:長X寬X厚=150mmX150mmX8mm，錨桿錨固力不小于80kN。
[0009]3、錨固數(shù)據(jù)自動采集:
采用澳大利亞Datataker公司DataTaker DT80智能數(shù)據(jù)采集器,將每根錨桿的數(shù)據(jù)線引至數(shù)據(jù)采集器中，采用半橋連接，每小時采樣一次，將錨桿應變片的頻率數(shù)據(jù)自動采集接收并存入U盤存儲器中，用于后期的數(shù)據(jù)處理和分析工作。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和效果:
本發(fā)明所提出的現(xiàn)場錨固試驗的制作安裝及數(shù)據(jù)采集方法，既能實現(xiàn)錨固試驗的原巖應力狀態(tài)條件，又能保證錨桿應變數(shù)據(jù)的自動安全采集和存儲，為今后開展類似現(xiàn)場錨固試驗提供了 一種安全可靠的研究方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為一種凹槽及應變片布置示意圖。
[0012]圖2為一種螺紋錨桿開槽示意圖。
[0013]圖3為一種水磨砂紙打磨槽口示意圖。
[0014]圖4為一種無水酒精擦拭示意圖。
[0015]圖5為一種粘貼應變片示意圖。
[0016]圖6為一種焊接應變片導線及端子示意圖。
[0017]圖7為一種704硅橡膠充填示意圖。
[0018]圖8為一種薄銅片保護示意圖。
[0019]圖9為一種用502膠水固定細導線示意圖。
[0020]圖10為一種用704硅橡膠保護示意圖。
[0021]圖11為一種測試錨桿制作完成示意圖。
[0022]圖12為一種測試錨桿分布示意圖。
[0023]圖13為一種安裝測試錨桿示意圖。
[0024]圖14為一種測試錨桿安裝完成示意圖。
[0025]圖15為一種測試錨桿得到的軸力變化曲線圖。
【具體實施方式】
[0026]實施例1:
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述:
針對目前錨固試驗基本上是基于室內(nèi)的小比例模型試驗，邊界條件難以模擬原巖受力狀態(tài)，以及現(xiàn)有少數(shù)開展現(xiàn)場錨固試驗的監(jiān)測數(shù)據(jù)的人工采集的局限性等問題，本發(fā)明提出了一種現(xiàn)場錨固試驗的制作安裝及數(shù)據(jù)自動采集方法，采用多點粘貼安裝應變片的砂漿預應力錨桿預埋方式，通過智能采集器自動采集錨桿應變數(shù)據(jù)并存儲，既能實現(xiàn)錨固試驗的原巖應力狀態(tài)，又能保證錨桿應變數(shù)據(jù)的自動安全采集和存儲。[0027]—種現(xiàn)場錨固試驗的制作安裝及數(shù)據(jù)采集方法，其步驟是:
1、錨桿加工:
(O切槽打磨。錨桿采用無縱筋螺紋鋼錨桿，兩端平直，尺寸為0 20mm X 2200mm，沿錨桿長度方向，距桿端0.2m、0.6m、1.2m和1.8m (見圖1)四個測點處分別作下十字形標記，每個標記處刨約5mm深、IOmm寬的凹槽(見圖2)，用以貼制應變片。凹槽必須平整、無毛疵，并用水磨砂紙打磨光滑平整(見圖3)。
[0028](2)粘貼應變片。選取BX120-3AA (3mmX3mm)型應變片，在測點處用無水酒精擦拭干凈(見圖4)，并劃好十字線作為中心位置，在應變片反面滴上502膠水，將應變片立即貼在十字線的中心位置(見圖5)，并用手指隔著薄膜對應變片輕壓，在應變片旁邊用膠水貼上接線端子，將應變片導線焊在接線端子上(見圖6)，注意導線不能與被測物體接觸造成短路，最后用導線通過接線端子連上振弦式讀數(shù)儀(DH8202)，若有讀數(shù)，則表明該應變片粘貼成功。
[0029](3)應變片及導線保護。應變片貼好后，采用704硅橡膠在凹槽應變處填滿直至與螺紋鋼月牙齊平(見圖7)，待2?3小時704硅橡膠凝固后，采用厚度0.1 0.5mm的薄銅片包裹凹槽部位(見圖8)，并用細鐵絲綁扎結實。將應變片段子引出的細線沿錨桿軸線非螺紋筋部分引至桿端，并用502膠水初步固定(見圖9)，然后采用704硅橡膠沿細線長度方向?qū)⒓毦€涂抹包裹(見圖10)，防止細線被外力拉扯破壞。
[0030](4)每根錨桿的四個測點都遵循步驟(2)、步驟(3)的方法各一次，這樣就完成錨桿的測點應變片安裝及保護?？偣布庸?根錨桿(見圖11)。
[0031]2、錨桿現(xiàn)場安裝:
錨桿現(xiàn)場安裝順序:應從頂部向兩側進行，兩幫錨桿先安裝上部、后安裝下部(見圖
12)。打錨桿眼時，首先確定眼位，做出標志，在釬桿上做好眼深標記，使用風鉆或錨桿機打目艮，打完錨桿眼后，需清理干凈錨桿眼，檢查錨桿眼深度是否符合設計要求，將螺母及托盤安裝在錨桿上，組裝好備用，將浸泡好的中速水泥錨固劑(MNH32/250)用木桿逐塊輕輕推送到錨桿眼中(頂部孔每送一塊輕輕搗一下)，用風鉆、連接套將錨桿推入錨桿孔內(nèi)(見圖
13)，直至托盤緊貼煤巖面，安裝后緊固螺母，扭矩達到設計要求。錨桿托盤規(guī)格:長X寬X厚=150_X150_X8mm，錨桿錨固力不小于80kN (見圖14)。
[0032]注意事項:錨桿附件(包括錨固劑)必須與桿體強度相匹配，在螺母和球形墊之間增加尼龍墊圈，提供錨桿的預緊力；錨孔深度應保證錨桿外露長度30?50毫米；安裝錨桿時，必須使托盤(或托梁、鋼帶)緊貼巖面，未接觸部分必須楔緊墊實，不得松動；另外，錨桿支護巷道必須配備錨桿檢測工具，錨桿安裝后，對每根錨桿進行預緊力檢測，不合格的錨桿要立即上緊，對錨桿錨固力進行抽查，不合格的錨桿必須重新補打。
[0033]3、錨固數(shù)據(jù)自動采集:
錨桿安裝后，將每根錨桿的數(shù)據(jù)線引至一個安放妥當?shù)腄ataTakerDTSO數(shù)據(jù)采集器中，采用半橋連接，接好地線，當采集器開啟電源，正常工作時，能將每根錨桿的應變片頻率數(shù)據(jù)接收并存儲，設置每小時采樣一次，待錨桿接收數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定后，可結束數(shù)據(jù)采集接收，拔下U盤存儲器，接通電腦，開展后期的數(shù)據(jù)處理和分析工作。處理后得到的錨桿3軸力變化曲線見圖15。
【權利要求】
1.一種現(xiàn)場錨固試驗的制作安裝及數(shù)據(jù)自動采集方法，其步驟是: A、錨桿加工: 1)切槽打磨:采用2-2.4m長無縱筋螺紋鋼錨桿，沿錨桿長度方向，距桿端0.15^0.25m、.0.55~0.65m、1.15~1.25m和1.75~1.85m分別布置四個測點，每個測點加工成5~6_深、.8~12mm寬的凹槽，用以粘貼應變片； . 2)粘貼應變片:將應變片粘貼在凹槽的中心位置，然后將應變片導線焊在接線端子上，最后用便攜式振弦式讀數(shù)儀測試應變片安裝是否成功； . 3)應變片及導線保護，采用硅橡膠充填凹槽與鋼筋月牙齊平，用薄銅片將凹槽處綁扎，將應變片段細導線沿錨桿軸線非螺紋筋部分引至桿端，分別用膠水和硅橡膠將細導線涂抹包裹； B、錨桿現(xiàn)場安裝: 錨桿現(xiàn)場安裝順序為:從頂部向兩側進行，兩幫錨桿先安裝上部、后安裝下部，首先打好錨桿眼，將浸泡好的水泥錨固劑用木桿逐塊推送到錨桿眼中，用風鉆、連接套將錨桿推入錨桿孔內(nèi)，直至托盤緊貼煤巖面，安裝后緊固螺母，錨桿托盤規(guī)格:長X寬X厚=1 50mmX I5OmmX 8mm,錨桿錨固力不小于80kN ； C、錨固數(shù)據(jù)自動采集: 采用智能數(shù)據(jù)采集器 ，將每根錨桿的數(shù)據(jù)線引至數(shù)據(jù)采集器中，采用半橋連接，每小時采樣一次，將錨桿應變片的頻率數(shù)據(jù)自動采集接收并存入U盤存儲器中，用于后期的數(shù)據(jù)處理和分析工作。
【文檔編號】E02D33/00GK103912027SQ201410166785
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權日:2014年4月24日
【發(fā)明者】伍國軍, 楊典森, 陳衛(wèi)忠, 鄭朋強 申請人:中國科學院武漢巖土力學研究所