1.本发明专利涉及工程建设领域中的锚杆拉拔试验检测的技术领域，具体而言，涉及用于锚杆拉拔试验的锚头位移测量装置。
背景技术：
2.锚杆拉拔试验是检测锚杆抗拔承载力的一种最直观、最可靠的传统方法，其原理是在锚杆锚头位置处逐级加载至接近于或略高于锚杆的实际工作条件的荷载，通过观测锚头随荷载变化以及时间产生的上拔量，来确定相应的锚杆抗拔承载力，为锚杆的设计与工程验收提供依据。
3.众所周知，锚杆拉拔试验中，锚杆的锚头位移是评定锚杆承载力是否的合格的重要参数，因此锚杆锚头位移测量工作也是锚杆拉拔试验中很重要的一项工作。目前公知的锚杆拉拔试验锚头位移测量装置主要是由基准桩、基准梁及百分表(或位移计)等组成：基准桩打设在受检锚杆周边规定距离外，基准梁架设在基准桩上，然后用磁力表座将百分表(或位移计)安装在基准梁上，百分表(或位移计)测头架设在锚杆伸长段顶端或夹具上。这种锚头位移测量装置在以下方面都可能影响到测量结果的精度：1)当百分表(或位移计)测头架设在锚杆伸长段顶端时，锚杆在夹具夹片处受力不均或是在重力影响下易发生挠曲，从而使测量结果产生误差；2)当百分表(或位移计)测头架设在夹具上时，锚杆在受力后容易在夹具夹片处打滑，所测位移并非锚杆的真实位移量；3)百分表(或位移计)用磁力表座固定，由于百分表(或位移计)与测量位置处有接触压力或是在风荷载影响下，百分表(或位移计)容易发生倾倒，从而影响测量结果的真实性或导致试验不得不重新进行；4)此外，由于受检锚杆杆体通常位移较大，超出百分表(或位移计)量程后又不得不进行手动调表，进而又产生了人工干预误差。以上所述问题无疑会增加锚杆拉拔试验锚头位移测量的难度，降低工作效率及检测结果的准确性。
4.因此，有必要开发用于锚杆拉拔试验的锚头位移测量装置，不仅能提高试验的精确度，而且能较大的提高试验效率，为工程质量安全提供保障。
技术实现要素：
5.本发明的目的在于提供用于锚杆拉拔试验的锚头位移测量装置，旨在解决现有技术中锚杆拉拔试验锚头位移测量的难度较为复杂，工作效率低及检测结果不准确的的问题。
6.本发明是这样实现的，为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：用于锚杆拉拔试验的锚头位移测量装置，测量装置包括测量环、套接在测量环下端的限位环、与受检锚杆横向贯穿连接的基准梁、固定安装在基准梁两侧下端的基准桩、与测量环连接的连接电缆、与连接电缆另一端连接的计算机和套接在基准梁外表面的矫正机构；
7.矫正机构包括套环和固定安装在套环两侧的安装板，安装板的上端螺纹贯穿有螺栓，套环的上端固定安装有超声波收发器，超声波收发器的中间部分设置有转轴，超声波收
发器的外端固定安装有超声波发射头，超声波发射头的末端与转轴固定连接，超声波发射头输出端的发射方向与测量环对准。
8.进一步地，所述测量环包括环体、内嵌在环体表面的激光测距传感器、设置在激光测距传感器底端的发射接收头、设置在环体一侧的接口、与接口连接的传感器连接线及铰接安装在环体下端的阻挡板。
9.进一步地，所述激光测距传感器在所述环体内对称均匀分布，所述激光测距传感器间用所述传感器连接线串联起来，最后所述传感器连接线引出到所述接口，所述接口通过所述连接电缆与所述计算机连接，所述计算机通过所述连接电缆控制所述激光测距传感器进行采集测量，并将所采集到的数据通过所述连接电缆传到所述计算机内。
10.进一步地，所述限位环包括套接在受检锚杆外表面的环箍和设置在环箍上端的锁紧螺栓。
11.进一步地，所述锁紧螺栓对称均匀地分布在所述环箍上，所述锁紧螺栓拧紧时可向内缩进，并卡在受检锚杆上。
12.进一步地，基准梁包括梁体、固定安装在梁体一侧的基准盘、固定安装在基准盘上端的反光棱镜及分布在梁体外侧的螺柱孔。
13.进一步地，两根所述梁体对称固定在所述基准盘两侧，使两根所述梁体的中心轴线重合，并穿过所述基准盘中心，所述基准盘盘面与所述两根梁体的中心轴线平行，所述反光棱镜均匀对称固定在所述基准盘上，所述反光棱镜与所述激光测距传感器的所述发射接收头一一对应，并使所述反光棱镜与所述激光测距传感器的所述发射接收头共轴。
14.进一步地，基准桩包括桩体、固定安装在桩体上端的螺柱及螺纹套接在螺柱上端的螺帽。
15.进一步地，两根所述桩体对称稳固地打设在受检锚杆两侧的土层内，并使两根所述桩体的中心轴线与受检锚杆的中心轴线平行，且两根所述桩体顶端的连线与受检锚杆的中心轴线相垂直，所述两根桩体中心轴线与受检锚杆中心轴线的间距要满足相关规范的要求。
16.进一步地，受检锚杆伸长段从所述基准盘中心穿过，所述基准梁两端架设在两根所述桩体上，所述螺柱穿过所述基准梁上的所述螺柱孔，所述基准盘上的所述反光棱镜镜面朝上，正对着所述激光测距传感器的所述发射接收头。
17.进一步地，所述土体内设有插入孔，所述桩体具有插入在土体内的插入段，所述插入段的底部设有水平布置的底盘，所述插入段上固定套设有多个环盘，多个所述环盘沿着插入段的轴向等距分布；所述底盘抵接在插入孔的底部，且底盘的外周抵接着插入孔的内侧壁，所述环盘的外周抵接着插入孔的内侧壁；
18.所述环盘的外周设有单个缺口，多个环盘的缺口沿着插入段的周向等距排布，所述插入孔内注满浆体，所述浆体填充整个插入孔，所述浆体凝固后形成中间浆体块，所述中间浆体块将多个环盘包覆，且朝下抵压底盘，并朝侧向抵压插入孔的内侧壁。
19.进一步地，所述土体中设有多个支撑，多个支撑沟均匀环绕在插入孔的外周，所述支撑沟呈直角梯形状，所述支撑沟的内侧贯穿插入孔的内侧壁，沿着插入孔自上而下的方向，所述支撑沟的外侧朝外倾斜呈倾斜状，所述支撑沟的顶部贯穿地面，所述支撑沟的底部与插入孔的底部平齐呈水平状布置；
20.所述支撑沟的数量与环盘的数量一致，且多个支撑沟分别对应与多个环盘的缺口对齐布置；所述支撑沟内填充满浆体，所述浆体凝固后，形成与中间浆体块一体成型的支撑浆体壁，所述支撑浆体壁呈竖向布置；
21.所述底盘的外周朝外延伸有多个上弯条，多个所述上弯条朝上弯曲布置，且多个上弯条朝上弯曲形状一致，多个所述上弯条分别对应自下而上嵌入在多个支撑沟中，所述上弯条被包覆在支撑浆体壁中。
22.进一步地，所述插入段的顶部套设有顶盘，所述顶盘自上而下抵压在地面上，所述顶盘的外周朝外延伸有多个下弯条，多个所述下弯条朝下弯曲布置，且多个下弯条朝下弯曲形状一致，多个所述下弯条分别对应自上而下嵌入在多个支撑沟中，所述下弯条被包覆在支撑浆体壁中。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24.1.本发明提出的用于锚杆拉拔试验的锚头位移测量装置，基于激光测距原理，通过均匀分布在受检锚杆四周的多个激光测距传感器，来测量固定在受检锚杆上端的测量环与架设在受检锚杆周边的基准盘间的间距，进而获得锚杆拉拔试验中锚头的真实位移，本发明相比传统的锚杆拉拔试验的锚头位移测量装置，安装简易，原理清晰，不仅能提高试验的精确度，而且能较大的提高试验效率，可为工程的质量和安全提供较大的保障。
25.2.本发明提出的用于锚杆拉拔试验的锚头位移测量装置，安装板的上端螺纹贯穿有螺栓，套环的上端固定安装有超声波收发器，超声波收发器的中间部分设置有转轴，转轴的一侧安装有角度传感器，超声波收发器的外端固定安装有超声波发射头，超声波发射头的末端与转轴固定连接，超声波发射头输出端的发射方向与测量环对准，开启超声波收发器工作，使得超声波发射头发出超声波，并可转化成电信号，用于监测超声波发射头的前端是否有障碍，并将得到的数据传至计算机上，利用转轴调节超声波发射头的角度，使其与地面平行，并往受检锚杆方向发射信号，可得到超声波发射头与受检锚杆的距离，当得到的最小数值即为垂直线，若此时转轴调节的角度与超声波收发器为垂直状态，即表示受检锚杆为垂直与地面安装的，便于确保测量的准确性。
26.3.本发明提出的用于锚杆拉拔试验的锚头位移测量装置，试验开始前，先组装好千斤顶、锚具夹具及反力垫板等受力元件；然后按前述连接方式分别架设好基准桩和基准梁，并使千斤顶、锚具夹具等受力元件在试验过程中均不触碰到基准盘；接着将测量环套在受检锚杆伸长段上，并用限位环将测量环固定在基准盘上方某一方便测量的位置处；最后将测量环上的接口用连接电缆与计算机连接，试验开始后，在每一级荷载下，计算机按相关规范要求的测量时间间隔发送采集指令，采集指令通过连接电缆传到激光测距传感器中，激光测距传感器通过发射接收头发射激光至反光棱镜，反光棱镜将激光再反射回激光测距传感器的发射接收头，并经激光测距传感器计算后得出测量距离，再通过连接电缆传到计算机内，相邻两次的所有激光测距传感器的平均测距之差即为锚头位移。
附图说明
27.图1为本发明锚杆拉拔试验锚头位移测量装置示意图；
28.图2为本发明中测量环的俯视图；
29.图3为本发明中测量环的侧视图；
30.图4为本发明中限位环的俯视图；
31.图5为本发明中限位环的侧视图；
32.图6为本发明中基准梁的俯视图；
33.图7为本发明中基准梁的侧视图；
34.图8为本发明中基准桩的俯视图；
35.图9为本发明中基准桩的侧视图；
36.图10为本发明中矫正机构的结构示意图；
37.图11是本发明中插入段插入在插入孔中的结构示意图；
38.图12是本发明中环盘的结构示意图。
具体实施方式
39.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
40.以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
41.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
42.参照图1-12所示，为本发明提供的较佳实施例：
43.用于锚杆拉拔试验的锚头位移测量装置，测量装置包括测量环1、套接在测量环1下端的限位环2、与受检锚杆8横向贯穿连接的基准梁3、固定安装在基准梁3两侧下端的基准桩4、与测量环1连接的连接电缆5、与连接电缆5另一端连接的计算机6和套接在基准梁3外表面的矫正机构7。
44.矫正机构7包括套环71和固定安装在套环71两侧的安装板72，安装板72的上端螺纹贯穿有螺栓73，套环71的上端固定安装有超声波收发器74，超声波收发器74的中间部分设置有转轴75，转轴75的一侧安装有角度传感器，超声波收发器74的外端固定安装有超声波发射头76，超声波发射头76的末端与转轴75固定连接，超声波发射头76输出端的发射方向与测量环1对准，开启超声波收发器74工作，使得超声波发射头76发出超声波，并可转化成电信号，用于监测超声波发射头76的前端是否有障碍，并将得到的数据传至计算机6上，利用转轴75调节超声波发射头76的角度，使其与地面平行，并往受检锚杆8方向发射信号，可得到超声波发射头76与受检锚杆8的距离，当得到的最小数值即为垂直线，若此时转轴75调节的角度与超声波收发器74为垂直状态，即表示受检锚杆8为垂直与地面安装的，便于确保测量的准确性。
45.测量环1包括环体11、内嵌在环体11表面的激光测距传感器12、设置在激光测距传感器12底端的发射接收头13、设置在环体11一侧的接口14、与接口14连接的传感器连接线15及铰接安装在环体11下端的阻挡板16，阻挡板16的角度可调节，当其处于发射接收头13
的下端时，发射接收头13发射的激光被吸收，防止在检测完成后部件移动而影响数据的准确性。
46.激光测距传感器12在环体11内对称均匀分布，激光测距传感器12间用传感器连接线15串联起来，最后传感器连接线15引出到接口14，接口14通过连接电缆5与计算机6连接，计算机6通过连接电缆5控制激光测距传感器12进行采集测量，并将所采集到的数据通过连接电缆5传到计算机6内。
47.限位环2包括套接在受检锚杆8外表面的环箍21和设置在环箍21上端的锁紧螺栓22。
48.锁紧螺栓22对称均匀地分布在环箍21上，锁紧螺栓22拧紧时可向内缩进，并卡在受检锚杆8上。
49.基准梁3包括梁体31、固定安装在梁体31一侧的基准盘32、固定安装在基准盘32上端的反光棱镜33及分布在梁体31外侧的螺柱孔34。
50.两根梁体31对称固定在基准盘32两侧，使两根梁体31的中心轴线重合，并穿过基准盘32中心，基准盘32盘面与两根梁体31的中心轴线平行，反光棱镜33均匀对称固定在基准盘32上，反光棱镜33与激光测距传感器12的发射接收头13一一对应，并使反光棱镜33与激光测距传感器12的发射接收头13共轴。
51.基准桩4包括桩体41、固定安装在桩体41上端的螺柱42及螺纹套接在螺柱42上端的螺帽43。
52.两根桩体41对称稳固地打设在受检锚杆8两侧的土层内，并使两根桩体41的中心轴线与受检锚杆8的中心轴线平行，且两根桩体41顶端的连线与受检锚杆8的中心轴线相垂直，两根桩体41中心轴线与受检锚杆8中心轴线的间距要满足相关规范的要求。
53.受检锚杆8伸长段从基准盘32中心穿过，基准梁3两端架设在两根桩体41上，螺柱42穿过基准梁3上的螺柱孔34，基准盘32上的反光棱镜33镜面朝上，正对着激光测距传感器12的发射接收头13。
54.具体的，将受检锚杆8伸长段从基准盘32中心穿过，基准梁3两端架设在两根桩体41上，使螺柱42穿过基准梁3上的螺柱孔34，并用螺帽43锁紧基准梁3，基准盘32上的反光棱镜33镜面朝上，正对着激光测距传感器12的发射接收头13。
55.试验开始前，先组装好千斤顶9、锚具夹具及反力垫板10等受力元件；然后按前述连接方式分别架设好基准桩4和基准梁3，并使千斤顶9、锚具夹具等受力元件在试验过程中均不触碰到基准盘32；接着将测量环1套在受检锚杆8伸长段上，并用限位环2将测量环1固定在基准盘32上方某一方便测量的位置处(可根据锚杆伸长段长度及刚度进行调整)；最后将测量环1上的接口14用连接电缆5与计算机6连接。
56.试验开始后，在每一级荷载下，计算机6按相关规范要求的测量时间间隔发送采集指令，采集指令通过连接电缆5传到激光测距传感器12中，激光测距传感器12通过发射接收头13发射激光至反光棱镜33，反光棱镜33将激光再反射回激光测距传感器12的发射接收头13，并经激光测距传感器12计算后得出测量距离，再通过连接电缆5传到计算机6内，相邻两次的所有激光测距传感器12的平均测距之差即为锚头位移。
57.激光测距传感器12的测量精度达到1mm以上。
58.测量环1、限位环2、基准梁3及基准桩4均采用高刚度、高硬度及耐高温等优点的轻
质材料。
59.综上所述：本发明提供的用于锚杆拉拔试验的锚头位移测量装置，基于激光测距原理，通过均匀分布在受检锚杆8四周的多个激光测距传感器12，来测量固定在受检锚杆8上端的测量环与架设在受检锚杆8周边的基准盘32间的间距，进而获得锚杆拉拔试验中锚头的真实位移，本发明相比传统的锚杆拉拔试验的锚头位移测量装置，安装简易，原理清晰，不仅能提高试验的精确度，而且能较大的提高试验效率，可为工程的质量和安全提供较大的保障。
60.参照图11-图12，土体中设有插入孔94，桩体41具有插入在土体内的插入段，插入段的底部设有水平布置的底盘92，插入段上固定套设有多个环盘95，多个环盘95沿着插入段的轴向等距分布；底盘92抵接在插入孔94的底部，且底盘92的外周抵接着插入孔94的内侧壁，环盘95的外周抵接着插入孔94的内侧壁；环盘95的外周设有单个缺口951，多个环盘95的缺口951沿着插入段的周向等距排布，插入孔94内注满浆体，浆体填充整个插入孔94，浆体凝固后形成中间浆体块，中间浆体块将多个环盘95包覆，且朝下抵压底盘92，并朝侧向抵压插入孔94的内侧壁。
61.为了使得桩体41插入在土体后，保持垂直的状态，以保证后续试验的准确性，在插入段套设多个环盘95，这样，将插入孔94分割为多个上下连通的空间，利用环盘95的缺口951上下连通，当插入孔94注满浆体后，浆体也填充满各个空间，且中间浆体块也包覆了多个环盘95，这样，中间浆体块既将多个环盘95包覆为整体，且中间浆体块的内部也被环盘95进行分割，从而可以使得插入段稳固置于插入孔94中，且不会由于中间局部的波动或土体松动，导致整个插入段倾斜波动等等。
62.其次，环盘95设置缺口951，可以使得中间浆体块被分割部分通过缺口951连接，但是不会整体连接，从而避免环盘95之间的局部波动影响整个插入段的波动。
63.在实际注浆操作中，可以将注浆管依序自上而下穿过多个环盘95的缺口951，再将插入段插入在插入孔94内，逐步注浆，再逐步朝上拉出注浆管则可。
64.土体中设有多个支撑沟91，多个支撑沟91均匀环绕在插入孔94的外周，支撑沟91呈直角梯形状，支撑沟91的内侧贯穿插入孔94的内侧壁，沿着插入孔94自上而下的方向，支撑沟91的外侧朝外倾斜呈倾斜状，支撑沟91的顶部贯穿地面，支撑沟91的底部与插入孔94的底部平齐呈水平状布置；支撑沟91的数量与环盘95的数量一致，且多个支撑沟91分别对应与多个环盘95的缺口951对齐布置；支撑沟91内填充满浆体，浆体凝固后，形成与中间浆体块一体成型的支撑浆体壁，支撑浆体壁呈竖向布置。
65.这样，多个支撑浆体壁对中间浆体块起到圆周支撑的作用，进一步保持中间浆体块的稳固性，也保证了插入段的稳固性，保证桩体41呈垂直状布置。
66.底盘92的外周朝外延伸有多个上弯条921，多个上弯条921朝上弯曲布置，且多个上弯条921朝上弯曲形状一致，多个上弯条921分别对应自下而上嵌入在多个支撑沟91中，上弯条921被包覆在支撑浆体壁中。
67.底盘92的上弯条921嵌入在支撑浆体壁中，将底盘92与支撑浆体壁形成一体，这样，支撑浆体壁不仅在周向对中间浆体块形成周向支撑，且在轴向也对中间浆体块形成支撑，避免中间浆体块在轴向的波动。
68.插入段的顶部套设有顶盘93，顶盘93自上而下抵压在地面上，顶盘93的外周朝外
延伸有多个下弯条931，多个下弯条931朝下弯曲布置，且多个下弯条931朝下弯曲形状一致，多个下弯条931分别对应自上而下嵌入在多个支撑沟91中，下弯条931被包覆在支撑浆体壁中。
69.顶盘93的多个下弯条931嵌入在支撑浆体壁中，这样，将顶盘93与支撑浆体壁形成一体，这样，顶盘93与底盘92之间对中间浆体块形成上下夹持的状态，保证中间浆体块在轴向的稳固性，再配合多个支撑浆体壁在周向的支撑作用，使得中间浆体块的位置稳固，插入段稳固。
70.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。