隧道锚杆轴力量测技术浅析
第六节 锚杆轴力量测
第六节锚杆轴力量测
第六节锚杆轴力量测机械式量测锚杆是在中空的杆体内放人四根细长杆，将其头部固定在锚杆内预计的位置上（图6-11）。
量测锚杆一般长度在6m以内，测点最多为4个，用千分表直接读数。
量出各点间的长度变化。
而后被测点间距除得出应变值、再乘以钢材的弹性模量，即得各测点间的应力。
了解锚杆轴力及其应力分布状态；再配合以岩体内位移的量测结果就可以设计锚杆长度及锚杆根数，掌握岩体内应力重分布的过程。
电阻应变片式量测锚杆是在中空锚杆内壁或在实际使用的锚杆上轴对称贴四块应变片，以四个应变的平均值为量测应变值，这样可消除弯曲应力的影响，测得的应变值乘以钢材的弹性膜量得该点的应力。
三、成果整理1．绘制不同时间（t1，t2……）锚杆轴力（应力（ό）与深度l关系曲线（图6-13）。
2．绘制各测点（1，2……）轴力（应力）与时间关系曲线。
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锚杆施工检测方法及标准_解释说明以及概述
锚杆施工检测方法及标准解释说明以及概述1. 引言1.1 概述本文将探讨锚杆施工检测方法及标准，并对其进行详细解释说明和概述。
随着建筑施工技术的不断发展，锚杆在土木工程中的应用越来越广泛。
锚杆作为一种重要的支护结构，在防止岩体或土壤失稳、保证建筑物稳固性方面起到至关重要的作用。
因此，对于锚杆的施工质量以及后续的检测方法与标准具有重要意义。
1.2 文章结构本文将主要分为五个部分。
首先是引言部分，简要介绍文章的主题和结构。
接下来是锚杆施工检测方法部分，介绍了三种常用的检测方法，并对每种方法进行了详细描述。
然后是锚杆施工检测标准解释说明部分，列举了三个常见的标准和规范，并对这些标准进行了解释和说明。
之后是锚杆施工检测概述部分，强调了锚杆检测的意义、流程以及技术发展趋势。
最后是结论部分，总结了文章中的要点。
1.3 目的本文的目的是为读者提供关于锚杆施工检测方法及标准的详细信息，以帮助他们更好地理解和应用这些内容。
通过对各种检测方法和标准的介绍和解释，读者将能够了解如何有效评估锚杆施工质量，并根据需要选择合适的方法和标准进行检测操作。
同时，本文还旨在展望锚杆施工检测技术未来的发展趋势，以引起读者对该领域的兴趣并促进相关研究与实践的进一步探索。
2. 锚杆施工检测方法：2.1 方法一：方法一是通过超声波检测锚杆的质量和强度。
在这种方法中，使用超声波探头将超声波传播到锚杆中，并根据回波信号来评估锚杆的状态。
超声波检测可以检测出锚杆中可能存在的缺陷、空洞或者腐蚀等问题。
该方法具有非破坏性、快速、准确等优点。
2.2 方法二：方法二是通过应力力学测试来评估锚固效果。
这种方法需要使用专业设备，在已经安装好的锚杆上施加外部载荷，并测量相关参数。
通过计算得出的应力值，我们可以判断锚杆是否能够承受设计要求的荷载，以及是否存在过大的变形或者损坏情况。
这种方法适用于评估长期静荷载下锚杆的性能表现。
2.3 方法三：方法三是通过摄像技术进行可视化检查。
隧道施工监控量测浅析
（） ３实施 措施 ： ①测点埋 设 ： 测点 布设 在具 有代表性 的隧道断 面 把 的关 键部位 上 ， 对各测点 逐一进 行编号 。 并 混凝 土应变计 的埋设 ， 钢支 撑 上焊 长 １ｃ 的钢 在 ５ｍ
式 中 ： —— 第 ｉ 次高差 ；
Ｕ一——第 次测得与基点高差 ； 一１ △ ——第 ｉ 次测得上鼓值 。 ③数据分析与处理 ： 监测数据 的填写 、 处理与地表 下沉相同。如果上鼓值超限， 可采取 以下方法控制隧底 上鼓 ： 良隧底岩（ 体的稳定性 ； 改 土） 加强仰拱支护； 改进 工序， 尽快 施做仰 拱 。 １６ 围岩压 力 ．
△Ｈ 】 ２ （ ， ）一 Ａｈ （ ） Ａ （ ） ２ 一 ｈ １
Ｒ — —第 扎次量测 时的观测 值 ； Ｒ 一— —第 一１ 次量测 时 的观测值 。 ③ 数据 的分析 与处理 ： 首先绘 制 时问～位 移 曲线 图 和距离一 位 移 曲线 图 ， 次 ， 其 当位 移一 时 间 曲线 趋 于平
２１ ０ ２年第 ２ 期
西 部探矿 工程
２５ ０
地表钻 孔 ， 后放入沉 降测 点 ， 然 测点采 用ｊ ２ｒｍ， ２２ 『 ａ 长 ２０ ０ｍｍ半 圆头钢筋制成。测点四周用水泥砂浆 ０ ￣３０ 填实。待测点完全稳定后 ， 即可开始测量 。与基点联测 应不少于 ３ 求得平均值， 次， 确定沉降点的初始高程 。 ③沉降值计算 ： 量测时通过测得各 测点 与水准点 （ 点） 基 的高 程差 △ 可 得到各 监测 点 的标准高 程 ， Ｈ， 然后与上次测得高程进行 比较， 差值 △ ＾即为该测点的 沉降值。即：
式中： ——第 ｉ Ｕ 次高差 ； ＵＨ — —第 一１ 测得与 基点高 差 ； 次 Ａ ——第 ｉ Ｕｉ 次测得沉降值 。 ③数据分析 与处理 ： 测数据 的填 写 、 监 处理 与地表下 沉相同。如果拱顶下沉超限， 可采取以下方法控制拱顶 的下沉 ： 良 改 拱顶岩（ 体的稳定性； 土） 改善开挖方法以减 小开挖对拱顶的扰动； 加强支护等来进行综合处理。 １ ４ 净 空收敛 ． （） １监测 目的 ： 隧道开 挖后 ， 边点 的位 移是 围岩 和 周 支 护力学 形态 变化 的最 直 接 、 明显 的反 映 ， 空 的 变 最 净 化（ 收缩和扩张） 是围岩变形最明显的体现， 是监视隧道 安全 施工 的重要 手段 。 （） ２ 监测仪 器 ： 用数 显式收敛 计 。 采 （） ３ 实施措施 ： ①测 点埋设 ： 点直 接 焊 接在 初 支 钢支 撑 上 ， 设 测 埋
基于光纤光栅传感技术的隧道锚杆轴力量测技术研究
基于光纤光栅传感技术的隧道锚杆轴力量测技术研究摘要：将光纤光栅测试技术应用于隧道锚杆轴力的量测当中，研究并总结出裸光纤光栅封装方法、光纤光栅用于隧道锚杆轴力的方法、温度补偿方法、测管埋设方法等关键技术。
关键词：隧道工程；监控量测；光线光栅；锚杆轴力；0 引言光纤传感技术是随着近代光纤及通信技术发展而逐步发展起来的一门崭新技术[1]。
与传统的机电传感技术相比，光纤传感技术采用光作为信息的载体，用光纤作为传输信息的介质，因此具有不受电磁干扰、耐久性好、灵敏度高、响应快、体积小、适用温度环境范围大、可复用实现分布式测量等突出的优点，使其测量的对象十分广泛，可应用于许多工程领域[1]～[4]。
目前最常用的光纤传感技术有分布式光纤传感技术与光纤光栅传感技术[5]～[6]。
按照调制方式的不同，分布式光纤传感技术分为两种系统：分布式传光型光纤监测系统；依据信号的性质，该技术可分为：利用后向瑞利散射的传感技术；利用喇曼效应的传感技术；利用布里渊效应的传感技术；利用前向传输模耦合的传感技术。
分布式传感型光纤传感系统或准分布式光纤传感系统和分布式光纤传感系统；光纤总线仅起传光作用，根据寻址方式不同，又可分为时分复用、波分复用、频分复用、偏分复用和空分复用等几类。
其中，时分复用、波分复用和空分复用技术较成熟，复用的点数较多。
而用FBG光纤光栅传感器可组成波分复用分布式光纤传感系统[7]。
利用布里渊效应的分布式光纤传感技术是目前应用较为广泛的测试技术之一[8]。
测量原理为：脉冲光以一定的频率自光纤的一端入射，入射的脉冲光与光纤中的声学声子发生相互作用后产生布里渊散射，其中的背向布里渊散射光沿光纤原路返回到脉冲光的入射端，进入BOTDR的受光部和信号处理单元，经过一系列复杂的信号处理可以得到光纤沿线的布里渊背散光的功率分布。
发生散射的位置至脉冲光的入射端，即至BOTDR的距离Z可以通过计算得到。
之后按照上述的方法按一定间隔改变入射光的频率反复测量，就可以获得光纤上每个采样点的布里渊散射光的频谱图，理论上布里渊背散光谱为洛伦滋形，其峰值功率所对应的频率即是布里渊频移νB。
探讨隧道锚杆质量无损检测
探讨隧道锚杆质量无损检测摘要:本文对隧道的锚杆锚固质量进行了无损检测试验研究, 并对检测技术进行了探讨。
结果表明, 作为一种工程质量管理辅助手段, 采用应力波对锚杆锚固质量进行无损检测, 丰富了隧道围岩锚固质量检测方法, 为隧道工程建设提供更好的质量保障。
关键词: 锚杆; 无损检测; 声频应力波1检测基本原理1.1工作原理在隧道内锚杆、混凝土砂浆和围岩组成的系统中, 密实状态下的锚固剂凝固后, 密实度与锚杆杆体的密实度十分相近, 在锚杆孔中, 其与锚杆杆体紧密握裹, 可近似为一个组合杆体。
而锚杆与锚固剂的强度明显大于隧道围岩, 故完全锚固时可把其组合体近似看作是嵌入围岩的一维杆状体, 但实际上有时不能完全锚固, 形成砂浆不连续, 此时锚杆的抗拔力下降, 这是需要检测的内容。
由锚杆端部发射的声频应力波经杆体向锚杆内传播, 当遇到存在波阻抗差异的界面(如空洞、锚杆与砂浆等界面) , 将发生反射、透射或散射。
在实际工程中透射波不易测得, 但反射波可在其传至锚杆顶端时, 通过固定在锚杆顶部的传感器(加速度型或速度型) 测得, 由于反射波携带锚固系统内的信息, 将其放大、滤波和数据处理, 识别来自不同部位的反射信息。
根据这些反射信息, 结合其他工程资料, 可判断锚固系统不同部位的锚固质量。
超声波锚固系统无损检测原理见图1。
图1锚固系统无损检测原理示意1.2分析原理应力波法是基于一维杆件的波动理论。
根据波在锚杆中传播的一维波动方程及波在上、下界面处质点位移的连续条件和力的平衡条件, 得出式中, T 为透射系数; R 为反射系数;P1、c1、A1 分别为锚杆与锚固剂组合杆体的密度、波速、横截面; 波阻抗Z1 = P1 c1A1; P2、c2、A2 分别为锚杆杆体的密度、波速、横截面; 波阻抗Z2 = P2c2A2。
可以看出, 在杆中截面面积或材料性质发生变化时, 入射波将在该截面上发生反射和透射。
其反射波和透射波幅值的大小与截面面积和波阻抗相对变化的程度有关。
锚杆轴力监测方法研究
锚杆轴力监测方法研究摘要：矿产资源是宝贵的自然资源，对国民经济、人民幸福生活意义重大。
在矿山开采过程中，巷道围岩受到扰动，应力状态发生改变，极易发生采空区失稳、片帮冒落等灾害，引起矿山安全问题。
因此，对于矿山围岩巷道进行加固支护和应力应变状态监测极其重要。
巷道围岩的加固常采用锚杆支护，通过对锚杆轴力监测，可掌握锚杆支护效果和矿山应力应变情况。
关键词：轴力监测；锚杆；应力应变引言矿产资源是我国宝贵的自然资源，为我国经济发展提供了巨大的财富，同时也满足了人们生产生活的需求。
采矿过程中，地下围岩受开采扰动的影响，原岩应力发生变化，诱发大规模冒落、离层和岩壁片帮，严重时还可导致岩爆灾害的产生。
在2022年，全国共发生安全生产事故367起，死亡518人，这对从业人员和财产造成了重大损失。
随着采矿行业的不断发展，矿山的安全问题越来越重要，因此，采用锚杆支护提高巷道围岩稳定性，并实现对岩体应力状态监测至关重要。
1 锚杆支护1.1锚杆的种类根据锚杆与被支护体的锚固长度，可以将锚杆分为两种类型：集中锚固锚杆和全长锚固锚杆。
当锚杆杆体只有一部分和围岩相接触时，为集中锚固类锚杆；当锚杆杆体与围岩接触长度超过90%时，可以认为该锚杆为全长锚固类锚杆。
根据锚杆与围岩体的锚固方式，可以将锚杆分为两种类型：机械式锚固锚杆和黏结式锚固锚杆。
两种锚固方式所依靠的锚固作用力不同。
机械式锚固锚杆的锚与锚固围岩直接接触，两者之间的摩擦力使得锚杆能够锚固围岩。
黏结式锚杆是使用黏结剂将锚杆杆体与围岩钻孔孔壁固定在一起，依靠黏结剂对两者的固定作用进行锚固，黏结剂包括树脂、水泥砂浆等。
根据锚杆杆体的材料，又可以将锚杆分为两种类型：金属锚杆和非金属锚杆。
两种锚杆基底材料不同，其中金属锚杆还包括圆钢锚杆、螺纹钢锚杆等，非金属锚杆包括玻璃钢锚杆、木锚杆和竹锚杆等。
1.2锚杆支护技术的发展锚杆在加固工程中广泛应用，至今已有100多年的历史。
早在1890年的英国，就有将钢筋应用到煤矿岩层的加固中的实例。
雪峰山隧道监控量测中的锚杆轴力评测
[收稿日期]2005—12—06[作者简介]陈鉴光(1964—),男,1964,湖南平江人,工程师,从事高速公路建设和管理。
雪峰山隧道监控量测中的锚杆轴力评测陈鉴光1,宁忠贤2,曾宪营1(1.湖南省邵怀高速公路建设开发有限公司,湖南邵阳 422000; 2.长安大学公路学院,陕西西安 710064)[摘 要]介绍了邵怀高速公路雪峰山隧道监控量测中对锚杆的轴力所进行的量测,及怎样分析量测结果以达到修正设计、指导施工的目的。
[关键词]监控量测;锚杆轴力;围岩[中图分类号]U 455.48 [文献标识码]B [文章编号]1002—1205(2006)01—0167—03T est of the I nner Force of Anchor in the Monitoring andMeasuring of Xuefengshan TunnelCHEN Jianguang 1,NING Zhongxian 2,ZHEN Xianying 1(1.Hunan Province ShaoHuai Highway C onstruction C o.Ltd ,Shaoyang ,Hunan 422000,China ; 2.School of highway ,Chang ’an university ,xi ’an 710054,China ) [K ey w ords ]m onitoring and measuring ;the inner force of anchor ;rock 雪峰山隧道位于邵阳、怀化两市交界处,穿过雪峰山主脉。
隧道为上下行左右分离式的双洞单线行车隧道,6946m ,右线隧道长6956m 。
左右线隧道进出口段均位于不设超高的平曲线上:左线隧道进口平曲线半径2600m ,出口平曲线半径2500m ,右线隧道进口平曲线半径2500m ,出口平曲线半径2700m ,左右线隧道纵坡均为人字坡:进口段为+1.14%的上坡,长约400m ,其余地段为-0.95%的下坡。
确定椭圆形隧洞端头锚固锚杆轴力的解析方法
确定椭圆形隧洞端头锚固锚杆轴力的解析方法标题：解析方法确定椭圆形隧洞端头锚固锚杆轴力的探讨在隧道及地下工程中，锚固技术是一种常用的加固手段，尤其是在地质条件复杂、施工难度大的椭圆形隧洞中。
锚固锚杆轴力的确定对于保证工程安全、优化设计具有重要意义。
本文将探讨一种确定椭圆形隧洞端头锚固锚杆轴力的解析方法。
一、引言椭圆形隧洞作为一种特殊的隧道形式，由于其结构复杂，施工过程中对锚固锚杆的轴力要求较高。
解析方法作为一种理论计算手段，可以帮助工程师在设计和施工过程中准确预测锚杆轴力，从而确保工程安全。
本文将针对椭圆形隧洞端头锚固锚杆轴力的解析方法进行详细探讨。
二、解析方法的基本原理解析方法的基本原理是基于弹性力学和岩石力学的理论，结合隧洞的几何形状、地质条件、锚固参数等因素，建立数学模型，通过求解偏微分方程得到锚杆轴力的表达式。
1.建立数学模型：根据椭圆形隧洞的几何参数和地质条件，建立适当的简化模型，如将隧洞简化为椭圆形厚壁圆筒。
2.应用弹性力学理论：采用弹性力学中的应力-应变关系，推导出隧洞围岩和锚杆的应力分布规律。
3.引入边界条件：根据实际工程情况，确定锚杆与围岩的接触边界条件，如位移连续、应力平衡等。
4.求解偏微分方程：通过求解偏微分方程，得到锚杆轴力的解析表达式。
三、解析方法的实施步骤1.收集工程资料：包括隧洞的几何参数、地质条件、锚固参数等。
2.建立数学模型：根据实际工程情况，简化模型，并采用适当的坐标系。
3.应用弹性力学理论：根据隧洞和锚杆的应力-应变关系，列出平衡方程和几何方程。
4.引入边界条件：根据实际工程情况，确定边界条件。
5.求解偏微分方程：利用数学方法，如分离变量法、积分变换法等，求解偏微分方程。
6.得到锚杆轴力的解析表达式：通过求解得到锚杆轴力的表达式，分析不同因素对轴力的影响。
四、结论通过解析方法确定椭圆形隧洞端头锚固锚杆轴力，可以为工程设计和施工提供理论依据。
在实际应用中，工程师需要根据具体工程情况，合理选择模型和参数，确保解析结果的准确性。
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隧道锚杆轴力量测技术浅析
0 引言
光纤传感技术是随着近代光纤及通信技术发展而逐步发展起来的一门崭新技术[1]。
与传统的机电传感技术相比，光纤传感技术采用光作为信息的载体，用光纤作为传输信息的介质，因此具有不受电磁干扰、耐久性好、灵敏度高、响应快、体积小、适用温度环境范围大、可复用实现分布式测量等突出的优点，使其测量的对象十分广泛，可应用于许多工程领域[1]～[4]。
目前最常用的光纤传感技术有分布式光纤传感技术与光纤光栅传感技术[5]～[6]。
按照调制方式的不同，分布式光纤传感技术分为两种系统：分布式传光型光纤监测系统；依据信号的性质，该技术可分为：利用后向瑞利散射的传感技术；利用喇曼效应的传感技术；利用布里渊效应的传感技术；利用前向传输模耦合的传感技术。
分布式传感型光纤传感系统或准分布式光纤传感系统和分布式光纤传感系统；光纤总线仅起传光作用，根据寻址方式不同，又可分为时分复用、波分复用、频分复用、偏分复用和空分复用等几类。
其中，时分复用、波分复用和空分复用技术较成熟，复用的点数较多。
而用FBG光纤光栅传感器可组成波分复用分布式光纤传感系统[7]。
利用布里渊效应的分布式光纤传感技术是目前应用较为广泛的测试技术之一[8]。
测量原理为：脉冲光以一定的频率自光纤的一端入射，入射的脉冲光与光纤中的声学声子发生相互作用后产生布里渊散射，其中的背向布里渊散射光沿光纤原路返回到脉冲光的入射端，进入BOTDR的受光部和信号处理单元，经过一系列复杂的信号处理可以得到光纤沿线的布里渊背散光的功率分布。
发生散射的位置至脉冲光的入射端，即至BOTDR的距离Z可以通过计算得到。
之后按照上述的方法按一定间隔改变入射光的频率反复测量，就可以获得光纤上每个采样点的布里渊散射光的频谱图，理论上布里渊背散光谱为洛伦滋形，其峰值功率所对应的频率即是布里渊频移νB。
如果光纤受到轴向拉伸，拉伸段光纤的布里渊频移就要发生改变，通过频移的变化量与光纤的应变之间的线性关系就可以得到应变量。
目前研制仪器设备的最大测量距离为80 km，应变测量范围为-15 000με～+15 000 με，距离分解度可达0.1 m，应变的测量精度达± 30 με，能满工程的测试要求。
与传统的监测技术相比，其特点主要有长距离分布式测量、高精度、耐
久性好，不需对光纤进行加工，不需要作特别保护，传输与传感于一体，测试费用低等；
FBG传感技术是目前应用较为广泛的光纤光栅传感技术之一。
布拉格光栅是利用光纤的紫外敏感特性，在光纤的一段范围内沿光纤轴向写入可使纤芯折射率发生周期性变化的芯内体光栅，其长度一般为10 mm左右。
当宽频激光源射入光纤中遇到光栅时，波长为的光会被反射回来。
光纤光栅传感器可以贴在结构的表面或预先埋入结构中，对结构进行健康检测、冲击检测、形状控制和振动阻尼检测等，以监视结构的健康情况.。
另外，多个光纤光栅传感器可以串接成一个传感网络，对结构进行准分布式检测，也可以用计算机对传感信号进行远程控制。
1 光纤光栅传感器的制作
因为光纤光栅布设在岩体的外部，并不影响测斜仪的便用，这样就把两种测试技术有机地结合起来了。
对于裸纤，光纤光栅的封装方法也是应用的关键技术，图1是锚杆轴力采用的光纤光栅封装方法，实践证明该方法安全、可靠、特别经济、可行，可推广使用。
仅对裸纤进行封装，只能构成测试元件，把封装后的光纤光栅与测斜率管结合起来才能构成传感系统，这也是一项关键技术，它的质量直接影响到测试成果的水平。
以下的制作过程是尤其要注意的：首先将测斜管表面两个的凹槽用砂纸打磨，再用脱脂棉球沾酒精将打磨处擦洗干净，避免灰尘油污对表面的污染，然后将光纤穿入其中。
在测斜管接头处有两个凸起与两个凹槽相对应，用来固定相连接的两个测斜管，应将凸起部分用工具去除，并用砂纸打磨光滑并清理，使光纤能从凹槽中顺利穿过。
2 工程实例
2.1 工程概况
某隧道围岩以Ⅲ～Ⅴ级为主，围岩较差。
按照新奥法理论，隧道设计是一种动态设计，施工图基本是一种预设计，需在掘进过程中根据已开挖段揭露的围岩地质水文状况、支护稳定情况不断对开挖支护参数进行调整。
故需要在道施工过程中对锚杆轴向受力进行监控量测。
2.2 测试结果
根据某拱脚处锚杆的轴力测试资料，得出它的时程曲线分别如图所示。
由图可知：拱脚、边墙和墙脚锚杆大部分受拉，并且从时程曲线可以看出，在隧道开挖过程中锚杆拉力逐渐增大，经过一段时间的围岩变形以后，趋于稳定，说明系统锚杆在施工过程发挥了一定的作用。
锚杆轴力的最大拉力值出现在拱脚位置（锚杆1），同时墙脚位置的锚杆受拉也比较明显，说明锁脚锚杆的在整个系统錨杆中的作用很重要，在施工时要特别注意锁脚位置锚杆的施工质量。
系统锚杆中部分锚杆出现了受压，这可能是由于施工不当，锚杆没有径向打设，致使锚杆倾斜过大，而未能穿过松动圈锚固于高强度围岩中，导致锚杆受压力，没有起到悬吊作用。
3 结语
与传统监测方法相比，光纤光栅测试技术具有不受电磁干扰、耐久性好、灵敏度高、响应快、体积小、适用温度环境范围大、可复用实现分布式测量等突出的优点。
但裸光纤光栅的封装技术、温度补偿技术、传感系统的埋设技术对施工工艺要求较高。
将光纤光栅技术运用隧道锚杆轴力的量测，测试结果可靠，具有一定的代表性。
参考文献
[1] 李宏男，任亮著.结构健康监测--光纤光栅传感技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.
[2]赵勇.光纤传感原理与应用技术[M].北京：.清华大学出版社，2007.。