[发明专利]一种基于应变损失的浆体裂缝监测方法

说明书

本发明公开了一种基于应变损失的浆体裂缝监测方法，采用测量边坡锚杆和锚固浆体应变的系统和一套精确计算锚固浆体裂缝情况的算法，通过精确基于光纤光栅应变传感器的实测数据，经过精确计算，给出了锚固浆体的裂缝具体拓展指标，能够长期有效适用于边坡恶劣环境中的锚固浆体裂缝监测和计算，较为精确地提供锚固浆体裂缝大小，有利于滑坡风险的评估，而且本方法的成本较低、可靠性高、计算精度高，有效实现了锚固结构的浆体健康庄康的长期和实时监测。此发明用于锚固结构监测技术领域。

技术领域

本发明涉及锚固结构监测技术领域，特别是涉及一种基于应变损失的浆体裂缝监测方法。

背景技术

我国多山区，为有效防止泥石流、滑坡等自然灾害，边坡锚固结构被广泛应用于边坡防护工程中。但是，对边坡锚固工程健康状况难以检测，尤其是锚固浆体裂缝拓展情况难以监测所带来的问题，往往会给整个工程带来巨大损失。面对边坡锚固浆体裂缝难以监测的问题，利用信息化设备和精确计算实时反映锚固浆体裂缝拓展情况具有重要意义。

现有的裂缝监测方法有压电超声监测法、光时域反射监测法、光频域反射计监测法和图像识别法。但是上述方法都具有一定的局限性，压电超声监测法的压电陶瓷传感器存活率低，而且容易受到环境噪音影响，在边坡防护工程中难以完全防水和避免外界噪音干扰；图像识别方法仅能判断结构表面的裂缝，无法监测内置于边坡之中的浆体裂缝；光时域和光频域反射计监测法难以表征计算裂缝大小，无法提供锚固浆体裂缝大小的精确评估指标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于应变损失的浆体裂缝监测方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种基于应变损失的浆体裂缝监测方法，其包括以下步骤：

S1：安装锚杆，浇筑砂浆，采集所述锚杆多个位置的应变值和对应同一深度位置锚固浆体外层的应变值

S2：在不考虑浆体存在裂缝情况下，获取锚固浆体的泊松比υ_c、弹性模量E_c、锚杆的弹性模量E_f、、锚杆中心到浆体外层的距离r_c、数据采集点的锚固深度z以及锚杆的半径为r_f，，通过上述数据计算出应变从锚杆传递到浆体外层的传递系数T(k)，锚固浆体外层的应变值和对应位置锚杆的应变值满足式(1)对式(1)按如下式(2)进行傅里叶变换，其中k为锚固深度z在频域中的坐标，对式(1)进行傅里叶变换之后可确定浆体理论计算应变频域值与锚杆应变频域值的等式关系，如式(3)对式(2)进行转换，即可得到锚杆应变频域值到浆体外层的理论计算应变频域值的传递系数，如式(4)所示

S3：将所述锚杆的多个位置的应变值对其锚固深度z进行傅里叶变换，得到锚杆多个位置的应变频域值

S4：将步骤S3计算得到的所述锚杆的多个位置应变频域值与步骤S2计算得到的各对应锚固深度的传递系数T(k)相乘，得到浆体外层的理论计算应变频域值其中

S5：将浆体外层的理论计算应变频域值进行逆傅里叶变换，得到浆体外层的理论计算应变；

S6：将浆体外层的理论计算应变与因裂缝而产生了应变损失的浆体外层实测应变进行比较，利用两者差值表征的应变损失评估浆体裂缝。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，在步骤S1中，利用光纤光栅应变传感器采集锚杆应变值和浆体外层应变值。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，在浇筑砂浆前，预先将所述光纤光栅应变传感器粘贴在锚杆表面，浇筑砂浆时，利用扶正器保证锚杆处于孔口中心，将管式光纤光栅传感器绑扎在测斜管上，并将测斜管置于孔口下侧，测斜管位于锚固浆体外层，利用解调仪连接光纤光栅应变传感器测量锚杆应变值和浆体外层应变值。