錨桿軸力監(jiān)測裝置的研究.pdf

1、本文旨在研究一種錨桿軸力監(jiān)測裝置。錨桿錨固技術(shù)在我國的礦井巷道支護(hù)、邊坡穩(wěn)定和深基坑維護(hù)、巖土工程、隧道及洞體支護(hù)、壩基橋基和塔基錨固等工程中得到廣泛的應(yīng)用。但是由于工作環(huán)境非常惡劣，錨桿經(jīng)常受到富含各種礦物質(zhì)的地下水腐蝕以及鄰近區(qū)域采礦擾動等的影響。這些影響經(jīng)常導(dǎo)致錨固錨桿的斷裂，給巖土工程造成潛在的事故隱患。但至今沒有一種無需能源供應(yīng)，無需信號激發(fā)、接收、傳輸與處理系統(tǒng)，無需后續(xù)人工復(fù)檢，對錨桿的錨固質(zhì)量不會產(chǎn)生損害，安裝簡單、方便

2、，能夠?qū)φ麄€錨桿支護(hù)工程進(jìn)行長期有效、低成本、準(zhǔn)確的監(jiān)測裝置，使本課題成為具有挑戰(zhàn)性的課題之一。
　　 本文研究了一種由加載體、承載體、保護(hù)罩、壓敏顯色劑構(gòu)成的活塞式錨桿軸力監(jiān)測裝置，該裝置安裝于錨桿托盤與螺母之間。依據(jù)錨桿的軸力狀態(tài)的不同，在保護(hù)罩上標(biāo)示出與軸力狀態(tài)相對應(yīng)的顯色范圍，工作人員可以通過觀察該裝置保護(hù)罩上的變色區(qū)域來推斷錨桿的軸力狀態(tài)。首先，本文對錨桿端部受拉力時做了理論研究，推導(dǎo)出錨桿剪應(yīng)力與軸力的分布規(guī)律，并定

3、義了錨桿三種不同的受力狀態(tài)。其次，本文研究并確定了活塞式錨桿軸力監(jiān)測裝置中的加載體、承載體、保護(hù)罩與壓敏顯色劑這四個構(gòu)件的材料，并設(shè)計(jì)加載體、承載體、保護(hù)罩這三個構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，通過ANSYS軟件對該裝置進(jìn)行非線性接觸仿真分析，確定加載體、承載體、保護(hù)罩這三個構(gòu)件的基本尺寸，壓敏顯色劑的顯色壓強(qiáng)，相互接觸構(gòu)件之間的摩擦系數(shù)以及重要尺寸的公差。最后，本文依據(jù)ANSYS軟件的計(jì)算結(jié)果，在活塞式錨桿軸力監(jiān)測裝置的保護(hù)罩接觸面上標(biāo)示出與錨桿三種不同