[发明专利]力学传感器组件及NPR锚索自调心球头穿心装置

说明书

本发明提供一种力学传感器组件及NPR锚索自调心球头穿心装置，NPR锚索自调心球头穿心装置包括：上球头调心部分设置在恒阻套管上的环形凸起与力学传感器之间的上球头调心部分，包括具有上球形面的上球形调整件，和具有上弧形凹面的上凹调整板，上弧形凹面与上球形面贴合；上凹调整部和上球形调整部中的一个设置在设置在恒阻套管上的环形凸起上，另一个设置在力学传感器上；设置在力学传感器上的上球形调整部或设置上凹调整部，与恒阻套管的外周面之间具有上环形调整间隔。此装置可以实现恒阻套管的自调心，使安装过程中的恒阻套管的轴线与锚索所受轴力方向始终保持一致，进而使力学传感器所测得应力能够真实反映锚索应力。

技术领域

本发明属于NPR锚索，具体涉及一种力学传感器组件及NPR锚索自调心球头穿心装置。

背景技术

本世纪初，何满潮院士根据边坡岩体发生滑坡灾害的充要条件是边坡岩体的滑动力大于抗滑力，首次提出了牛顿力监测方法，研发出了第一代基于滑动力变化的边坡牛顿力远程监测预警系统，并且进行了工程应用：对边坡灾害预警的关键在于测量边坡的滑动力，但是滑动力属于天然力学系统，无法直接测量。为了测量滑动力，采用恒阻大变形缆索贯穿潜在滑动面（恒阻套管固定安装在滑坡体上，缆索固定在滑床上），力学传感器设置在恒阻套管与滑坡体之间，通过力学传感器测量缆索应力实现对滑动力的监测。

2010年，何满潮院士等人研究出了具有负泊松比特性的滑坡专用恒阻大变形锚索并对第一代边坡牛顿力远程监测预警系统进行了升级改造，可实现对监测对象的加固、控制、监测和预警综合功能。

升级改造后的边坡牛顿力远程监测预警系统的现实施工过程中，由于现场施工环境条件复杂、锚墩截面与锚索轴线未互相垂直、传感器安装不当、施工工人钻孔施工时存在误差、钻孔中有水泥未清理等原因等种种原因都可能导致恒阻套管的轴线与锚索的受力方向不共线。恒阻套管的轴线与锚索的受力方向不共线，首先，会导致恒阻套管产生偏移（恒阻套管的轴线趋向于与锚索受力方向共线），恒阻套管产生偏移会导致力学传感器的受力面积变小，产生应力集中，影响力学传感器检测结果的准确性，导致无法实现对滑坡体的可靠检测和预警功能。其次，会导致恒阻体的受力方向与恒阻套管的轴线不一致，达不到NPR套管的理想工作状态，导致NPR锚索的实际恒阻值与预设恒阻值产生较大的偏差，无法保证NPR锚索对滑坡体的可靠加固和控制作用。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种力学传感器组件及NPR锚索自调心球头穿心装置，以克服现有技术中力学传感器检测结果的准确性不高，NPR锚索的实际恒阻值与预设恒阻值产生较大的偏差，影响NPR锚索的功能的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：NPR锚索自调心球头穿心装置，包括：上球头调心部分；

所述上球头调心部分设置在恒阻套管上的环形凸起与力学传感器之间，所述恒阻套管贯穿所述上球头调心部分，所述上球头调心部分包括：

上球形调整件，所述上球形调整件具有上球形面，所述上球形面的凸出方向朝向上凹调整板；

上凹调整板，所述上凹调整板具有上弧形凹面，所述上弧形凹面与所述上球形面贴合；

所述上凹调整板和所述上球形调整件中的一个设置在恒阻套管上的环形凸起上，另一个设置在所述力学传感器上；

设置在所述力学传感器上的所述上球形调整件或上凹调整板，与所述恒阻套管的外周面之间具有上环形调整间隔。

进一步的，所述穿心装置还包括下球头调心部分，所述下球头调心部分设置在所述环形垫板与所述力学传感器之间，所述恒阻套管贯穿所述下球头调心部分，所述下球头调心部分的内壁面与所述恒阻套管的外周面之间具有下环形调整间隔，所述下球头调心部分包括：

下球形调整件，所述下球形调整件具有下球形面，所述下球形面的凸出方向朝向下凹调整板；