[发明专利]用于隧道工程围岩监测的振弦式位移传感器锚固装置

说明书

本发明公开了一种用于隧道工程围岩监测的振弦式位移传感器锚固装置，包括联结部件、锚固部件和摩阻部件，其中：联结部件，包括套筒，套筒套设与振弦式位移传感器的外侧，将振弦式位移传感器的锚头与锚固部件联结在一起；锚固部件包括若干个锚固子部件，以铰接的形式连接在套筒表面，每个锚固子部件均包括扭力弹簧、伸缩臂和楔形槽，楔形槽设置于套筒表面，所述扭力弹簧设置于楔形槽内，且伸缩臂的一端与楔形槽连接，伸缩臂的另一端通过伸缩动作保证振弦式位移传感器能够支撑在安装孔的孔壁上，所述摩阻部件设置在锚固部件中伸缩臂的端部，增加其与孔壁围岩的摩阻力。

技术领域

本发明涉及一种用于隧道工程围岩监测的振弦式位移传感器锚固装置。

背景技术

隧道及地下工程的全寿命周期智能化健康监测越来越成为岩土工程领域的热点，也是未来的发展方向。传感器是实现长期监测的必不可少的部分，并且传感器的使用寿命及监测频率都得到了较为长足的发展。但是，用于隧道工程的位移传感器在锚固过程中极为困难，这就限制了传感器的普遍推广。

目前，位移传感器的工作原理是将首先在隧道边墙预定部位，按设计要求设置安装孔的孔径、孔向和孔深，然后将传感器预埋在安装孔孔底的锚头锚固和孔口处的安全保护基座固定，通过两者之间的测杆振动来测量变形，孔口处的基座由于暴露于隧道边墙表面，较容易固定，而锚头处于钻孔的深部，锚固较为困难；所以锚头的固定可靠性决定了监测数据的准确性。

目前，锚头的固定方法主要是将锚头设计成带螺纹的样式，然后采用灌注水泥浆的方式进行固定；而隧道的易灾变位置常分布在拱肩、拱顶等，由于位置的特殊性无法通过向下倾斜钻孔的方式来利于浆液的灌注，且裂隙水的赋存也制约着锚固剂的凝结。因此，用于现场监测的振弦式位移传感器固定十分困难，无法满足隧道及地下工程的变形监测。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种用于隧道工程围岩监测的振弦式位移传感器锚固装置，本发明能够实现复杂条件下位移传感器的便捷安装，特别适用于隧道工程环境。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于隧道工程围岩监测的振弦式位移传感器锚固装置，包括联结部件、锚固部件和摩阻部件，其中：

联结部件，包括套筒，套筒套设与振弦式位移传感器的外侧，将振弦式位移传感器的锚头与锚固部件联结在一起；

所述锚固部件包括若干个锚固子部件，以铰接的形式连接在套筒表面，每个锚固子部件均包括扭力弹簧、伸缩臂和楔形槽，所述楔形槽设置于套筒表面，所述扭力弹簧设置于楔形槽内，且伸缩臂一端与楔形槽铰接形式连接，伸缩臂的另一端通过伸缩动作稳定地支撑在安装孔的孔壁上，使振弦式位移传感器不产生移动，所述摩阻部件设置在锚固部件中伸缩臂的端部，增加其与孔壁围岩的摩阻力。

作为进一步的限定，所述联结部件包括内嵌套筒和外置套筒，所述外置套筒套设于内嵌套筒外侧，所述内嵌套筒前端设置成带螺纹的螺杆形状，与外置套筒螺栓连接，后端为空心半圆筒。

作为更进一步的限定，所述锚固子部件有三个，沿外置套筒圆周均匀分布。

作为更进一步的限定，所述内嵌套筒中间位置设置一个碗扣，碗扣的宽度设计小于传感器锚头的凹槽宽度，碗扣能够扣在锚头凹槽内使得内嵌套筒与传感器成为一个受力整体。

作为更进一步的限定，所述外置套筒内侧设置有螺纹，以和内嵌套筒螺栓连接。

作为进一步的限定，所述伸缩臂包括弧形臂和连接件，所述连接件与楔形槽相适配，能够与楔形槽可拆卸装配，弧形臂与连接件连接。

作为进一步的限定，所述摩阻部件包括第一弹性部件和第二弹性部件，第一弹性部件设置于伸缩臂的外侧，第二弹性部件设置于伸缩臂的翘曲末端。

作为更进一步的限定，所述第一弹性部件表面进行抛光处理，并涂有润滑剂。