一种具有检测与报警功能的信息锚杆的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于岩土锚固技术领域，尤其涉及一种具有检测与报警功能的信息锚杆。
【背景技术】
[0002]在土木工程领域，锚杆的使用已有悠久的历史，但锚杆大多应用于采矿工程及岩体隧道的临时支护，锚固方式主要有孔底端锚及全长粘结锚固方式。随着土木工程范围的不断扩大，锚杆被大量用于土体边坡稳定及高层建筑地下室抗浮稳定等永久性工程，这不仅对锚杆自身的物理力学性能，尤其是锚杆的耐久性提出更高的要求，随着近年来常出现滑坡灾害，造成了大量的人员及财产损失，使人们更关注各类边坡的稳定性问题。作为当前边坡支护中的重要构件，锚杆的安全性与可预见性被提到了重要的地位。过去的锚杆主要用于岩体工程的临时支护，故主要关心其承载能力和可操作性，现在已将锚杆用于各类岩土工程的永久支护，但锚杆的类型及使用方法仍然来源于传统的锚杆技术，给锚杆支护工程的安全性埋下了隐患。现在迫切需要解决锚杆适用于长期工作特性，这除了要求提高锚杆体本身的耐久性外，还需要使锚杆的工作状态信息能实时呈现，以便随时对工程的安全性作出评价，并及时采取工程措施，确保工程安全。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术存在的不足，本发明提供一种工程耐久性和承载能力可靠且安全性较好的具有检测与报警功能的锚杆。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]—种具有检测与报警功能的信息锚杆，包括锚杆杆体和用以锚杆杆体张拉锚固用的销固头，所述销杆杆体为FRP空心销杆杆体，所述FRP空心销杆杆体的中空的孔壁上安装有用以输出FRP空心销杆杆体多点位变形信息的分布式光纤应变传感器，所述分布式光纤应变传感器与检测系统连接，所述检测系统与用以分布式光纤应变传感器断裂自动报警的报警器连接。
[0006]进一步，所述FRP空心锚杆杆体由增强纤维和基体组成，所述增强纤维为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维中的其中一种或是两种及其以上的组合。
[0007]再进一步，所述检测系统包括与分布式光纤应变传感器连接的信息采集光缆、光时域应变测量仪、采集控制发射仪和信息处理中心，所述信息采集光缆与所述光时域应变测量仪连接，所述光时域应变测量仪与所述采集控制发射仪连接，所述采集控制发射仪与所述信息处理终端连接。
[0008]再进一步，所述光时域应变测量仪与所述采集控制发射仪均可采用太阳能电源供电。
[0009]再进一步，所述采集控制发射仪通过无线网与所述信息处理中心连接。
[0010]更进一步，所述信息采集光缆为带有护套的光缆。
[0011]本发明的设计原理是:本发明考虑到永久承载锚杆的受力特性，采用耐久性能优异的FRP空心锚杆杆体，在当前FRP空心锚杆杆体的生产工艺基础上，在中空的孔壁上安装分布式光纤应变传感器；信息锚杆在工程中的施工安装方式与普通锚杆相一致，只需在确定进行检测的位置上安装本发明的信息锚杆，再将这些信息锚杆组成一个信息检测系统，集中进行数据采集和发射，将检测所得锚杆状态信息传送至信息处理中心进行信息处理与分析，及时发布预警报告。
[0012]本发明的有益效果主要表现在:采用FRP纤维封装分布式光纤应变传感器，并将其植入FRP空心锚杆杆体中作为本发明的信息锚杆，分布式光纤应变传感器在锚杆杆体的保护下与锚杆杆体共同变形，使普通的耐久性锚杆具备了信息化功能；可根据工程需要采用定制方式生产所需要的锚杆，并在工程现场组成信息锚杆检测系统，并可将锚杆的变形信息通过无线网络实现长期远距离实时传输与检测分析，通过对锚杆状态信息的分析，可及时作出对锚杆支护体系的调整，使工程处于安全状态。
【附图说明】
[0013]图1是一种具有检测与报警功能的信息锚杆的结构示意图。
[0014]图2是一种具有检测与报警功能的信息锚杆应用于边坡的工作原理图。A为边坡坡顶；B为边坡坡脚。
[0015]图3是信息锚杆检测系统框图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明作进一步描述。
[0017]参照图1?图3，一种具有检测与报警功能的信息锚杆，包括锚杆杆体1和用以锚杆杆体张拉销固用的销固头16，所述销杆杆体1为FRP空心销杆杆体，所述FRP空心销杆杆体的中空的孔壁2上安装有用以输出FRP空心锚杆杆体多点位的变形信息的分布式光纤应变传感器4，所述分布式光纤应变传感器4与检测系统连接，所述检测系统与用以分布式光纤应变传感器4断裂自动报警的报警器连接。
[0018]进一步，所述FRP空心锚杆杆体由增强纤维和基体组成，所述增强纤维为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维中的其中一种或是两种及其以上的组合。
[0019]再进一步，所述检测系统包括与分布式光纤应变传感器4连接的信息采集光缆5、光时域应变测量仪、采集控制发射仪和信息处理中心，所述信息采集光缆5与所述光时域应变测量仪连接，所述光时域应变测量仪与所述采集控制发射仪连接，所述采集控制发射仪与所述信息处理终端连接。
[0020]再进一步，所述光时域应变测量仪与所述采集控制发射仪均采可用太阳能电源7供电。当地有长期可靠的电源时可用普通电源，无可靠电源时可采用太阳能电源7供电。
[0021]再进一步，所述采集控制发射仪通过无线网与所述信息处理中心连接。
[0022]更进一步，所述信息采集光缆5为带有护套的光缆。
[0023]本实施例中，所述FRP空心锚杆杆体具有高抗腐蚀性和高强度特征，可以满中长期工作锚杆的需要，此类锚杆的加工在专门的工厂完成，目前已有成批生产产品；分布式光纤应变传感器是利用光纤中的布里渊散射原理制成，其基本原理是通过光纤中散射一束脉冲激光，产生布里渊散射光，且这个频率变化量只和光纤的轴向应变线性相关，根据散射光频率变化的大小就可以确定待测部位相应的应变变化量，此类传感器具有分布式、精度高、测试距离长、耐久性和抗干扰性强等特点，在工程检测中维护成本低、易集成大型检测网络、传感信息保真度高等优点，特别适合于基础工程的远程长期实时检测；增强纤维包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维，玄武岩纤维等多种纤维材料，封装光纤用的