[发明专利]一种支护和监测功能一体化的智能锚索

说明书

本发明公开了一种支护和监测功能一体化的智能锚索，包括锚索体，所述锚索体内设置有锚索绞线，所述锚索绞线包括有能够监测自身拉力值的环氧智能绞线，所述环氧智能绞线由监测拉力传感元件、环氧绞线、环氧涂层组成，所述监测拉力传感元件可以是光纤和/或光纤光栅，所述环氧绞线包括中心丝、边丝，所述监测拉力传感元件与所述环氧绞线的中心丝耦合在一起，且沿所述中心丝的长度方向布置，所述监测拉力传感元件位于所述锚索体的端部设置有引线，所述引线的一端延伸至所述锚索体的外部。本发明光纤沿中心丝轴线布设，和中心丝耦合为一体，且中心丝采用碳纤维材质，在边丝和环氧的保护下，光纤的存活率大大提高。

技术领域

本发明涉及隧道工程、矿山巷道工程、边坡工程、基坑工程的支护与监测一体化技术领域，具体为一种支护和监测功能一体化的智能锚索。

背景技术

目前监测隧道工程、矿山巷道工程、边坡工程、基坑工程等领域内的预应力锚索索力值，主要是在锚板下安装压力传感器，由于锚索索力在锚索锚固段因为摩阻力的存在沿索长度方向分布不均，所以在锚索锚板处安装压力传感器是无法真实反应锚固段锚索的实际工作状态，因此在锚索深部安装测量锚索索力传感器是掌握锚固段锚索实际工作状态的一种有效手段。

专利申请号为201611143633.3提供了一种适用于岩质边坡支护与安全监测的智能锚索体系及其固定方法。该专利权利要求1中明确其特征在于在墩头和锚头内端面之间设有第一测力计；第一测力计套设在该钢绞线外周。该专利权利要求1中还明确其特征在于在垫板和锚板之间设有第二测力计。该专利的技术方案还是无法有效监测锚索的工作状态；特别是第一测力计埋设数量过多的时候，测力计的引线截面面积占据锚索浆体大部分截面面积，降低锚索的抗拔力；再者布设的第一测力计还是选点布设，数量少的话，还是不具有代表性，且，现有的锚索不具备自检功能，无法实现实时动态监测，锚索的某一段发生故障无法检测出，这对安全存在巨大的隐患。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：

本发明提供了一种支护和监测功能一体化的智能锚索，

包括锚索体，所述锚索体内设置有锚索绞线，所述锚索绞线包括有能够监测自身拉力值的环氧智能绞线，所述环氧智能绞线的外表面嵌有砂层，

所述环氧智能绞线由监测拉力传感元件、环氧绞线、环氧涂层组成，所述监测拉力传感元件可以是光纤和/或光纤光栅，所述环氧绞线包括中心丝、边丝，所述监测拉力传感元件与所述环氧绞线的中心丝耦合在一起，且沿所述中心丝的长度方向布置，所述中心丝由碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或几种混合组合，所述边丝包裹设置在所述中心丝的外侧壁上，所述边丝的外侧壁设置有第一环氧涂层，所述边丝的内侧壁与所述中心丝的外侧壁之间存有间隙，所述间隙内填充有第二环氧涂层，所述监测拉力传感元件位于所述锚索体的端部设置有引线，所述引线的一端延伸至所述锚索体的外部。

优选的，所述锚索体可设置为拉力分散型锚索和/或拉力集中型锚索和/或压力分散型锚索和/或压力集中型锚索。

优选的，所述锚索体体内的锚索绞线还包括普通钢绞线和/或镀锌钢绞线和/或无粘结钢绞线和/或环氧钢绞线，所述锚索体体内的锚索绞线组成可以是由环氧智能绞线搭配所述普通钢绞线、所述镀锌钢绞线、所述无粘结钢绞线、所述环氧钢绞线中的一种或几种。

优选的，所述环氧智能绞线的外表面的砂层可全覆盖嵌入和/或螺旋嵌入。

优选的，所述锚索体整体的应力值可通过所述引线进行测量，具体的，所述引线可连接解调仪，解调仪可实时显示所述环氧智能绞线上每段的应力值大小，再乘以所述锚索体内锚索绞线的数量，即可得出所述锚索体整体的应力值。

优选的，所述第二环氧涂层为填充型环氧涂层，所述填充型环氧涂层由熔融结合环氧涂层完全填充从而防止腐蚀介质通过毛细作用力或其他流体静力浸入环氧绞线内。

优选的，耦合在所述中心丝中的光纤的数量是中心丝的N倍，N≥1。