[发明专利]力学传感器组件及NPR锚索多级自调心球头穿心装置

说明书

本发明提供一种力学传感器组件及NPR锚索多级自调心球头穿心装置，NPR多级锚索自调心球头穿心装置包括中部球头调心部分；中部球头调心部分包括：双球形调整件，具有中部上球形面和中部下球形面；中部上凹形调整板，设置在第一力学传感器的下端，中部上凹形调整板具有中部上弧形凹面，中部上弧形凹面与中部上球形面契合；中部下凹形调整板，设置在第二力学传感器的上端，中部下凹形调整板具有中部下弧形凹面，中部下弧形凹面与中部下球形面契合。此装置可以实现恒阻套管的自调心，使安装过程中的恒阻套管的轴线与锚索所受轴力方向始终保持一致，进而使力学传感器所测得应力能够真实反映锚索应力。

技术领域

本发明属于NPR锚索，具体涉及一种力学传感器组件及NPR锚索多级自调心球头穿心装置。

背景技术

随着近年来一系列工程地质灾害的发生，边坡失稳问题引发普遍关注。由于受到地质条件、自然条件、人为因素等影响，在矿山、水电、公路、铁路等建设工程领域边坡失稳破坏已成为一种常见的工程地质灾害，不仅影响工程进度，重大事故还会造成人员伤亡和财产损失。

2016年，何满潮院士提出了2个块体相对运动的核心问题是构造带（面）上牛顿力的变化，并利用自主研发的“牛顿力变化监测预警系统”，提出了一种基于牛顿力变化量探测方法的地质灾害双体灾变力学理论，证实了“牛顿力突降，滑坡发生”的科学现象，为滑坡灾害的监测预警提供了理论和实践基础。“牛顿力变化监测预警系统”是以滑动力大于抗剪强度是滑坡产生的充分必要条件为基本研究理念，将边坡滑坡体、滑床和监测锚索之间的相互力学关系作为力学依据，通过对滑动力和抗滑力的实时监测实现滑坡远程监控及预警。但是滑动力和抗滑力一般无法直接测量，采用恒阻大变形锚索穿过滑坡体和滑床之间的潜在滑动面，使滑坡体和滑床成为一个整体从而起到支护作用，并且可通过力学传感器测量锚索轴力以实现滑动力监测，也称之为牛顿力监测。

由于大部分牛顿力监测点安装在地质条件复杂的较为偏远地区，力学传感器损坏将导致该套监测设备失效，且设备维修时的成本极高，所以在现行牛顿力监测过程中，通常安装两个或多个力学传感器来测量锚索轴力，一个损坏，另外一个力学传感器还可以正常工作。采用多级力学传感器监测锚索轴力，能够有效的解决由于环境条件限制、维修更换成本高等因素影响而使锚索轴力监测无法正常进行的问题。

在常规施工过程中，由于现场施工环境复杂、施工人员技术水平不高，传感器安装不到位、锚墩截面不平整、围岩表面不平整等原因，都可能导致恒阻套管的轴线与锚索的受力方向不共线，即力学传感器轴线与锚索所受轴力方向不一致。恒阻套管的轴线与锚索的受力方向不共线，会导致恒阻套管产生偏移（恒阻套管的轴线趋向于与锚索受力方向共线），恒阻套管产生偏移会使力学传感器偏心，导致力学传感器的受力面积变小，产生应力集中，影响力学传感器检测结果的准确性，影响监测结果导致无法实现对滑坡体的可靠检测和预警功能。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种力学传感器组件及NPR锚索多级自调心球头穿心装置，以克服现有技术中力学传感器检测结果的准确性不高，NPR锚索的实际恒阻值与预设恒阻值产生较大的偏差的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：NPR锚索多级自调心球头穿心装置，包括：中部球头调心部分；所述中部球头调心部分设置在第一力学传感器和第二力学传感器之间，恒阻套管贯穿所述中部球头调心部分；

所述中部球头调心部分包括：

双球形调整件，所述双球形调整件具有中部上球形面和中部下球形面；

中部上凹形调整板，所述中部上凹形调整板设置在所述第一力学传感器的下端，所述中部上凹形调整板具有中部上弧形凹面，所述中部上弧形凹面与所述中部上球形面契合；

中部下凹形调整板，所述中部下凹形调整板设置在所述第二力学传感器的上端，所述中部下凹形调整板具有中部下弧形凹面，所述中部下弧形凹面与所述中部下球形面契合；