一种高强智能型碳纤维土工格栅的制作方法

本发明涉及工程用防护设备技术领域，具体地说就是一种高强智能型碳纤维土工格栅。

背景技术：

简介：在土木工程施工领域，为了确保施工过程的正常施工和运营期的正常使用，必须对施工地带的结构，特别是含水层和破碎带进行支护和监测，以确定施工地带的健康状况。目前的支护技术主要采用锚杆配合水泥砂浆和衬砌进行支护，监测技术主要还是依托传统的监测方法，运用全站仪、水准仪及电类传感器等对隧道进行监测，传统支护和监测方法往往不能实时有效支护和监测。

现有的土木施工加固方法，特别是对于含水量较高的局部破碎带一般采用注浆法，并用土工格栅辅助加固，这样可以在短期内对隧道进行加固，但在后续施工过程和运营过程中，若发生二次破坏维修加固难度大费用高。此外，现有的土工格栅不能准确地对隧道围岩的变形位置进行定位，不利于土工格栅后期运行过程中的健康监测和修复。随着我国大型桥梁、水利建设等土木工程标准的提高，一些超级工程不断被刷新并创造。这些超级工程背后依靠了大量新技术、新材料，例如土木工程使用的土工格栅，传统的土工格栅已经满足不了高标准设计要求，发展高强智能型土工格栅格栅已成为必然，传统的塑料土工格栅、钢塑土工格栅、玻璃纤维土工格栅和聚酯经编涤纶土工格栅等，用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物经热塑或模压而成的二维网格状或具有一定高度的三维立体网格屏栅，其中应用碳纤维进行复核的土工格栅性能尤为突出。

引用：如授权公告号为cn210981177u一种适用于隧道的智能土工格栅及其监测系统，公开了一种适用于隧道的智能土工格栅及其监测系统，智能土工格栅包括第一土工格栅、第二土工格栅、混合式光纤，混合式光纤粘贴于第一土工格栅的外表面上，第二土工格栅与第一土工格栅连接构成土工格栅本体，混合式光纤位于土工格栅本体的内部，混合式光纤包括应变光纤、温度光纤，通过混合式光纤对施工部位进行智能检测，但是该新型通过一束光纤贯穿格栅始终，若再施工过程中施工位置某处破裂，造成光纤断裂，则整个智能格栅上其他位置也无法进行检测了，影响较大，并且更换费用较高；

发明构思：设计一种高强智能型碳纤维土工格栅，通过改变其中光纤的排布方式，在部分光纤断裂后仍能对施工位置进行检测。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种高强智能型碳纤维土工格栅。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种高强智能型碳纤维土工格栅，包括土工格栅主体和传感光纤，所述的土工格栅主体包括第一土工格栅和第二土工格栅，所述的第一土工格栅和第二土工格栅重合连接，所述的第一土工格栅包括若干个经栅和若干个纬栅，所述的第二土工格栅包括若干个倾斜栅，所述的传感光纤包括若干条第一传感光纤和两条第二传感光纤，所述的第一传感光纤设置于第一土工格栅上，所述的第二传感光纤设置于第二土工格栅上，所述的第一传感光纤为u型，所述的传感光纤两端设有传输头。

作为优化，所述的若干个经栅之间平行设置，所述的若干个纬栅之间平行设置，所述的经栅和纬栅之间垂直设置，所述的经栅和纬栅边缘设有固定框，相邻的两条经栅和相邻的两条纬栅之间形成水平栅格。

作为优化，所述的倾斜栅包括若干个第一倾斜栅和若干个第二倾斜栅，所述的若干个第一倾斜栅之间平行设置，所述的若干个第二倾斜栅之间平行设置，所述的第一倾斜栅和第二倾斜栅之间垂直设置，相邻的两条第一倾斜栅和相邻的两条第二倾斜栅之间形成倾斜栅格。

作为优化，所述的第一传感光纤包括若干个第一水平传感光纤和若干个第一竖直传感光纤，所述的第一水平传感光纤沿相邻的两条纬栅设置，所述的第一竖直传感光纤沿两条相连的经栅设置，所述的若干个第一水平传感光纤之间平行设置，所述的若干个第一竖直传感光纤之间平行设置。

作为优化，所述的第一倾斜栅向右倾斜45°，所述的第二倾斜栅向左倾斜45°。

作为优化，所述的第二传感光纤呈s型盘绕，所述的两条第二传感光纤分别沿若干个第一倾斜栅和若干个第二倾斜栅设置。

作为优化，所述的传感光纤外部包覆有pvc管，所述的pvc管设置于土工格栅主体内部。

作为优化，所述的水平栅格的面积和倾斜栅格的面积相同。

作为优化，所述的第一土工格栅和第二土工格栅之间或通过胶黏剂固连或为焊接或为螺栓连接。

作为优化，所述的固定框一侧面上设有连接块和连接孔。

本方案的整体有益效果是：一种高强智能型碳纤维土工格栅，具有以下优点：1、通过设置第一土工格栅和第二土工格栅，能够有效提高土工格栅的支撑强度；2、通过在第一土工格栅内部设置若干个平行的第一水平传感光纤和第一竖直传感光纤，在第二土工格栅内部设置两条倾斜传感光纤，能够提高土工格栅的监测灵敏度；3、将传感光纤分散分布，当其中一条或几条光纤断裂时，不会影响整个土工格栅主体的传感功能，当第一土工格栅或第二土工格栅损坏后只需要更换其一即可，减少维修更换成本；4、第一土工格栅上的水平栅格和第二土工格栅上的倾斜栅格面积相同，能够保证土工格栅上受力平衡，能提高土工格栅上各点的受力平衡，提高土工格栅的使用寿命。

附图说明

附图1为本发明的轴侧示意图。

附图2为本发明主视示意图。

附图3为本发明后视示意图。

附图4为本发明第一土工格栅结构示意图。

附图5为本发明第二土工格栅结构示意图。

附图6为本发明第一传感光纤排布示意图。

附图7为本发明第二传感光纤排布示意1图。

附图8为本发明第二传感光纤排布示意2图。

附图9位本发明的连接块和连接孔结构示意图。

其中，1、土工格栅主体，1、土工格栅主体，2、第一土工格栅，3、第二土工格栅，4、经栅，5、纬栅，6、第一传感光纤，7、第二传感光纤，8、传输头，9、固定框，10、水平栅格，11、第一倾斜栅，12、第二倾斜栅，13、倾斜栅格，14、第一水平传感光纤，15、第一竖直传感光纤，16、连接块，17、连接孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1、6、7所示，一种高强智能型碳纤维土工格栅，包括土工格栅主体1和传感光纤，所述的土工格栅主体1包括第一土工格栅2和第二土工格栅3，所述的第一土工格栅2和第二土工格栅3重合连接，所述的第一土工格栅2包括若干个经栅4和若干个纬栅5，所述的第二土工格栅3包括若干个倾斜栅，所述的传感光纤包括若干条第一传感光纤6和两条第二传感光纤7，所述的第一传感光纤6设置于第一土工格栅2上，所述的第二传感光纤7设置于第二土工格栅3上，所述的第一传感光纤6为u型，所述的传感光纤两端设有传输头8。所述的传感光纤外部包覆有pvc管，所述的pvc管设置于土工格栅主体1内部。第一传感光纤6和第二传感光纤7均嵌于土工格栅主体1内。其中土工隔栅主体1采用碳纤维复合材料制成。

如图4所示，所述的若干个经栅4之间平行设置，所述的若干个纬栅5之间平行设置，所述的经栅4和纬栅5之间垂直设置，所述的经栅4和纬栅5边缘设有固定框9，相邻的两条经栅4和相邻的两条纬栅5之间形成水平栅格10。

如图5所示，所述的倾斜栅包括若干个第一倾斜栅11和若干个第二倾斜栅12，所述的若干个第一倾斜栅11之间平行设置，所述的若干个第二倾斜栅12之间平行设置，所述的第一倾斜栅11和第二倾斜栅12之间垂直设置，相邻的两条第一倾斜栅11和相邻的两条第二倾斜栅12之间形成倾斜栅格13。

如图6所示，所述的第一传感光纤6包括若干个第一水平传感光纤14和若干个第一竖直传感光纤15，所述的第一水平传感光纤14沿相邻的两条纬栅5设置，所述的第一竖直传感光纤15沿两条相连的经栅4设置，所述的若干个第一水平传感光纤14之间平行设置，所述的若干个第一竖直传感光纤15之间平行设置。

如图7所示，所述的第一倾斜栅11向右倾斜45°，所述的第二倾斜栅12向左倾斜45°。述的第二传感光纤7呈s型盘绕，所述的两条第二传感光纤7分别沿若干个第一倾斜栅11和若干个第二倾斜栅12设置，一条第二传感光纤沿第一倾斜栅11设置，另一条第二传感光纤7沿第二倾斜栅12设置。

所述的传感光纤外部包覆有pvc管，所述的pvc管设置于土工格栅主体1内部。

如图4、5所示，所述的水平栅格10的面积和倾斜栅格13的面积相同。

所述的第一土工格栅2和第二土工格栅3之间或通过胶黏剂固连或为焊接或为螺栓连接。

所述的固定框9一侧面上设有连接块16和连接孔17，在施工过程中，需要若干个土工格栅主体1相连设置，两个相邻的土工格栅主体1通过连接块16和连接孔17固定连接。

使用方法：将若干个土工格栅主体1通过连接块16和连接孔17相邻固定，将第二土工格栅3朝下、第一土工格栅2朝上设置，固定后第二土工格栅2上的两条第二传感光纤7，能够对第二土工格栅3底部进行全方位的检测。由于第二土工格栅3上的栅格倾斜设置，第二土工格栅3与第一土工格栅2上的栅格交错设置，因此第一传感光纤6与第二传感光纤7交错设置，使监测点大大增加，检测更灵敏。

此外，若第二土工格栅3上的第二传感光纤7断裂，第一土工格栅2上的第一传感光纤6仍能对施工地点进行监测，若第二土工格栅2上的第一水平传感光纤14和第二竖直传感光纤15中的一条传感光纤断裂，仍不影响其他传感光纤的检测，若第二土工格栅3上的两条第二传感光纤7均断裂，则再次使用时更换第二土工格栅3即可。

传输头8上连接传输光缆、解调仪以及解调仪上位机等，本领域技术人员可根据现有技术配备相应的检测设备，在此不再赘述。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书的一种高强智能型碳纤维土工格栅且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。