[发明专利]一种具有应力监测功能的新型装配式公路边坡锚固结构

说明书

本发明涉及挡土墙技术领域，具体涉及一种具有应力监测功能的新型装配式公路边坡锚固结构。锚固结构的锚杆通过注浆体浇筑固定于边坡坡面上的锚杆孔内，锚杆孔中架设光栅应力传感器，将光栅应力传感器通过光纤连接至锚头，在锚杆端部上安装有定位管，以定位管固定有面板背部垫层，面板背部垫层上敷设有钢丝网，在钢丝网上加盖预制面板并通过螺丝扣套筒与锚杆固定，在预制面板顶部安装封锚盖板对锚固结构进行封装，在封锚盖板中心设立无线传输设备并与光纤顶端连接。将传统锚索和锁杆的锚固结构统一为装配式锚头，在强化锚索、锚杆外锚头锁定的同时，最大化的保留坡表植被残留，提高边坡稳定性，并能实时监测锚杆内部应力变化。

技术领域

本发明涉及挡土墙技术领域，具有应力监测功能的新型装配式公路边坡锚固结构。

背景技术

锚固技术是一种公路边坡上常用的一种加固手段，其应用主要分为锚杆工艺和锚索工艺两种，锚杆是一端与外部承载构件连接，另一端被锚固在稳定岩层或土层中，将拉力传递到稳定岩层或土层的锚固体系，其主要由杆体、注浆体、锚具、套管和连接器组成。锚杆的受力机理如下：当锚杆杆体受到外力作用时，拉力首先通过杆体钢筋与周边的水泥注浆体之间的侧摩阻力将力传到水泥砂浆体中，然后通过水泥砂浆体与周边土体之间的侧摩阻力将力传递到周边锚固土层中；当采用钢绞线或高强度钢丝束作为杆体材料时，又称为锚索。

以上两种防护工艺因其对边坡扰动较小、施工速度快、操作简便等优点被广泛应用于公路和铁路边坡防护中，但在实际应用中出现了锚杆失效、锚头松脱和锚头与钢绞线粘结界面破坏等现象，威胁锚固工程安全，因此亟需提出一种耐久性强、经济成本低且能实时应力监测的新型锚固结构。

发明内容

为解决上述现有锚固结构所存在的问题，本发明提供了一种具有应力监测功能的新型装配式公路边坡锚固结构，将传统锚索和锁杆的锚固结构统一为装配式锚头，在强化锚杆外锚头锁定的同时，最大化的保留坡表植被残留，利用草植根系作用提高边坡稳定性，针对锚杆失效和锚头松脱等病害在锚固结构内部加设光纤光栅传感器，实时监测锚杆内部应力变化，通过无线传输设备同步至服务器上，达到及时观测预警的效果，降低滑坡事故的发生。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案具体如下：

一种具有应力监测功能的新型装配式公路边坡锚固结构，锚固结构的锚杆4通过注浆体15浇筑固定于边坡坡面8上的锚杆孔内，其特征在于：所述锚杆孔中架设光栅应力传感器11，将光栅应力传感器11通过光纤10连接至锚头，在锚杆端部上安装有定位管5，以定位管5固定有面板背部垫层3，所述面板背部垫层3上敷设有钢丝网2，在钢丝网2上加盖预制面板1并通过螺丝扣套筒13与锚杆4固定，在预制面板1顶部安装封锚盖板7对锚固结构进行封装，在封锚盖板中心设立无线传输设备9并与光纤10顶端连接，所述预制面板1采用十字形结构。

所述预制面板1可采用正菱形或正方形结构。

所述面板背部垫层3上设置有注浆管6，通过注浆管6向面板背部垫层3内注浆。

所述预制面板1上设置有用于连接预制面板1和保护壳12的环形定位箍14。

所述无线传输设备9中内嵌IC传输设备和数据转换模块，并可以通过扫描设备和云服务器两种方式传输锚杆内部应力变化。

所述无线传输设备9顶部安装环形定位箍14和保护壳12，保护壳12顶部固定微型太阳能板17并通过光伏直流线16为无线传输设备供电。

本发明的有益效果为：1)本发明的预制面板采用超高性能混凝土预制浇筑而成，其中心处留有孔洞，用于固定锚杆或锚索位置，其重力较普通预制结构大大减轻，达到轻量化防护的目的，并且便于运输和吊装。