[发明专利]一种锚杆测力装置、锚杆及锚杆拉力测量方法

权利要求书

1.一种锚杆测力装置，其特征在于，包括测力弹性体（1），该测力弹性体（1）的两端设有与锚杆（3）固接的连接结构；所述锚杆（3）的中轴线与所述测力弹性体（1）的中轴线重合；所述测力弹性体（1）上开设有凹槽（7）；所述凹槽（7）底面贴合有第一光纤光栅传感器（12）。

2.根据权利要求1所述的锚杆测力装置，其特征在于，所述凹槽（7）内设有在所述凹槽（7）内悬空的第二光纤光栅传感器（13）；所述第一光纤传感器和第二光纤传感器串联成光纤光栅（9）。

3.根据权利要求2所述的锚杆测力装置，其特征在于，所述测力弹性体（1）为圆柱体结构，且所述圆柱体结构表面设有平面（10）。

4.根据权利要求3所述的锚杆测力装置，其特征在于，所述凹槽（7）的底面过所述测力弹性体（1）的中轴线，且与所述平面（10）平行。

5.根据权利要求2所述的锚杆测力装置，其特征在于，所述凹槽（7）上设有用于封装所述光纤光栅（9）的盖板（2）,所述盖板（2）固定在所述平面（10）上。

6.根据权利要求4所述的锚杆测力装置，其特征在于，所述盖板（2）上开设有通孔（6），所述光纤光栅（9）的尾纤自所述通孔（6）伸出。

7.根据权利要求6所述的锚杆测力装置，其特征在于，所述光纤光栅（9）的尾纤上套有保护管。

8.根据权利要求1所述的锚杆测力装置，其特征在于，所述连接结构包括开设在所述测力弹性体（1）端部的多个连接孔（4）。

9.一种锚杆，其特征在于，该锚杆包括两段；该两段分别固接到测力弹性体（1）的两端；且该两段的中轴线与所述测力弹性体（1）的中轴线重合；所述测力弹性体（1）上开设有凹槽（7）；所述凹槽（7）底面贴合有第一光纤光栅传感器（12）。

10.一种锚杆拉力测量方法，其特征在于，该方法主要实现过程为：锚杆（3）所受拉力传递到测力弹性体（1）上后，通过拉伸测试标定测力弹性体（1），确定第一光纤光栅传感器FBG1的波长变化量与所受拉力的对应关系，通过温度测试标定得出第一光纤光栅传感器FBG1和第二光栅传感器FBG2的温度灵敏度比值K，将第一光纤光栅传感器FBG1的波长变化量减去K倍的第二光栅传感器FBG2的波长变化量，剔除温度变化引起的FBG1的波长变化量，即得出了由锚杆所受拉力引起的第一光纤光栅传感器FBG1的波长变化量，然后由第一光纤光栅传感器FBG1的波长变化量与所受拉力的对应关系，得出锚杆的拉力。