[发明专利]一种可实现锚杆受力状态可视化的装置

权利要求书

1.一种可实现锚杆受力状态可视化的装置，其特征在于，包括套设在锚杆(9)两端的端部固定套筒(12)，以及仪表盘(1)、弹簧(4)、仪表盘支架(5)和高刚度缆索Ⅰ(8)；

所述仪表盘(1)包括金属片(101)、指针(103)和齿轮(102)；所述金属片(101)的表面具有五分区，依次标记为a、b、c、d和e；所述金属片(101)与仪表盘支架(5)连接在一起；旋转轴依次穿过仪表盘支架(5)、齿轮(102)和指针(103)；所述齿轮(102)上啮合有一段链条(3)；

所述链条(3)的两端分别挂连有高刚度缆索Ⅰ(8)和高刚度缆索Ⅱ(10)；所述高刚度缆索Ⅰ(8)上设置有吊环螺栓；

所述弹簧(4)的一端挂连在高刚度缆索Ⅱ(10)上，另一端固定在仪表盘支架(5)上；

所述固定套筒(12)上设置有固定突头(1201)；

工作时，锚杆(9)伸入到钻孔中，锚杆(9)外露端依次设置垫板(7)和螺母(6)，拧紧螺母(6)并施加到设定的预应力；所述仪表盘(1)通过仪表盘支架(5)与垫板(7)连接；所述高刚度缆索Ⅰ(8)依次穿过仪表盘支架(5)和垫板(7)上预设的孔洞后，沿锚杆(9)的自由段布设；所述高刚度缆索Ⅰ(8)的吊环螺栓套设在固定突头(1201)上后，与固定突头(1201)焊接；

当锚杆(9)的受力状态发生改变时，锚杆(9)的长度伸长或缩短；锚杆(9)上的固定套筒(12)带动高刚度缆索Ⅰ(8)同步位移，变形量经由弹簧(4)、链条(3)和齿轮(102)传递给指针(103)；指针(103)转动到代表锚杆(9)受力状态的金属片(101)的对应分区。

2.根据权利要求1所述的一种可实现锚杆受力状态可视化的装置，其特征在于：所述金属片(101)为半圆形。

3.根据权利要求1所述的一种可实现锚杆受力状态可视化的装置，其特征在于：所述金属片(101)的c分区涂制为绿色，a和e分区涂制为红色，b和d分区涂制为黄色。

4.根据权利要求1所述的一种可实现锚杆受力状态可视化的装置，其特征在于：所述仪表盘支架(5)包括连接部Ⅰ(501)、支撑部(502)和连接部Ⅱ(503)；所述连接部Ⅰ(501)和连接部Ⅱ(503)分别连接在支撑部(502)的两侧；所述金属片(101)与连接部Ⅰ(501)连接在一起；旋转轴依次穿过连接部Ⅰ(501)、齿轮(102)和指针(103)；所述弹簧(4)的一端挂连在高刚度缆索Ⅱ(10)上，另一端固定在支撑部(502)上；工作时，所述连接部Ⅱ(503)与垫板(7)连接在一起。

5.一种关于权利要求1所述锚杆受力状态可视化装置的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在锚杆(9)两端套设端部固定套筒(12)；

2)将高刚度缆索Ⅰ(8)的吊环螺栓焊接在固定突头(1201)上，并沿锚杆(9)分段固定高刚度缆索Ⅰ(8)；

3)采用凿岩机、钻杆和钻头在围岩内部开钻钻孔；

4)清洗步骤3)中所述钻孔；将锚固剂药(11)放入钻孔底端，并将锚杆(9)伸入钻孔中；

5)在锚杆(9)外露端设置垫板(7)和螺母(6)；

6)安装仪表盘(1)、仪表盘支架(5)和弹簧(4)；并挂连链条(3)与高刚度缆索Ⅰ(8)；

7)拧紧螺母(6)并施加到设定的预应力；其中，施加的预紧力使指针(103)指示金属片(101)的中间位置；当锚杆(9)的受力状态发生改变时，指针(103)转动显示预应力的变化。