專利名稱：一種地下工程模型試驗用錨桿測力計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種錨桿測力計，尤其涉及一種地下工程模型試驗用錨桿測力計。
背景技術(shù)：
地質(zhì)力學(xué)模型試驗是根據(jù)相似理論將實際工程轉(zhuǎn)換為室內(nèi)模型進行試驗?zāi)M，其有利于在復(fù)雜的試驗過程中突出主要矛盾，便于把握、發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系，其中，地下工程模型試驗是對隧道、煤巷等地下工程進行仿真模擬，指導(dǎo)地下工程設(shè)計和施工的一種有效方法和手段。在地下工程模型試驗中，洞室開挖后，需要模擬洞室的支護如模擬錨桿支護，目前，模型試驗中錨桿的模擬技術(shù)逐漸趨于成熟，但對于錨桿的受力監(jiān)測缺乏有效手段，難以對模型試驗施工模擬過程中錨桿支護構(gòu)件的支護狀況進行深入的分析。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種地下工程模型試驗用錨桿測力計，該測力計結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，以解決模型試驗中錨桿的受力監(jiān)測問題。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案一種地下工程模型試驗用錨桿測力計，包括兩個托盤、兩個托盤之間的圓筒狀合金管，圓筒狀合金管管壁上有兩個使錨桿垂直穿過的錨桿孔，圓筒狀合金管的管壁上固定有光纖光柵應(yīng)變傳感器，光纖光柵應(yīng)變傳感器通過光纖接到光纖光柵數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。所述的光纖光柵應(yīng)變傳感器設(shè)在圓筒狀合金管兩個錨桿孔之間的外管壁上，且其上涂有防護膠。所述的托盤為平面型托盤。所述圓筒狀合金管根據(jù)模型試驗中錨桿的受力大小比選材料，并且所選金屬材料可保證測力計使用時合金管變形不超出彈性階段。上述地下工程模型試驗用錨桿測力計的使用方法，包括步驟如下(I)標(biāo)定得出關(guān)系曲線將錨桿插入地下工程模型試驗用錨桿測力計的錨桿孔，兩個托盤與圓筒狀合金管接觸，錨桿下端插入帶圓孔的鋼制平臺的圓孔內(nèi)，光纖光柵應(yīng)變傳感器通過光纖接到光纖光柵數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上，使錨桿下端受一定大小的拉力并逐步增加，同時通過光纖光柵數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測量得到光纖光柵應(yīng)變傳感器對應(yīng)應(yīng)變值，最終得到錨桿受力-測力計應(yīng)變的關(guān)系曲線；(2)實際測定將已裝配的地下工程模型試驗用錨桿測力計的錨桿打入待測模型中，其中一個托盤與待測模型表面接觸，另一托盤通過螺母固定，圓筒狀合金管受擠壓產(chǎn)生應(yīng)變，通過光纖光柵數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到其應(yīng)變值，再對照標(biāo)定得到的錨桿受力-測力計應(yīng)變關(guān)系曲線從而得到錨桿受力。錨桿所受拉力控制在一定范圍內(nèi)，保證測力計合金圓管變形不超出彈性階段；本實用新型解決了模型試驗中錨桿受力監(jiān)測的問題，具有以下優(yōu)點[0014](I)制作簡單，成本低，能滿足模型試驗批量生產(chǎn)使用的要求；(2)使用方便，測量精度高，能確地對模型試驗過程中錨桿的受力變化進行測測試；(3)本實用新型可廣泛應(yīng)用于水利、交通、礦山等地下工程領(lǐng)域的地質(zhì)力學(xué)模型試驗研究。

圖I為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I的側(cè)視圖。圖3為本實用新型標(biāo)定試驗時的示意圖。圖4為本實用新型的使用示意圖；其中1、圓筒狀合金管；2、光纖光柵應(yīng)變傳感器；3、光纖；4、防護膠；5、錨桿孔；
6、錨桿；7、托盤；8、螺母；9、光纖光柵數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；10、鋼制平臺；11、圓孔；12、待測模型。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細(xì)說明。一種地下工程模型試驗用錨桿測力計，包括兩個托盤7，兩個托盤7間設(shè)有一段圓筒狀合金管1，圓筒狀合金管I管壁上有兩個錨桿孔5使錨桿6垂直穿過，圓筒狀合金管I的管壁上固定有光纖光柵應(yīng)變傳感器2，光纖光柵應(yīng)變傳感器2通過光纖3接到光纖光柵數(shù)據(jù)米集系統(tǒng)9。光纖光柵應(yīng)變傳感器2設(shè)在圓筒狀合金管I兩個錨桿孔5之間的外管壁上,且其上涂有防護膠4。托盤7為平面型托盤。圓筒狀合金管I根據(jù)模型試驗中錨桿的受力大小比選材料，并且所選金屬材料可保證測力計使用時合金管變形不超出彈性階段。上述地下工程模型試驗用錨桿測力計的使用方法，包括步驟如下(I)標(biāo)定得出關(guān)系曲線將地下工程模型試驗用錨桿測力計的錨桿6下端插入帶圓孔11的鋼制平臺10的圓孔11內(nèi)，兩個托盤7與圓筒狀合金管I接觸，光纖光柵應(yīng)變傳感器2通過光纖3接到光纖光柵數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9上，使錨桿6下端受一定大小的拉力并逐步增加，同時通過光纖光柵數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9測量得到光纖光柵應(yīng)變傳感器2對應(yīng)應(yīng)變值，最終得到錨桿受力-測力計應(yīng)變的關(guān)系曲線；(2)實際測定將已裝配的地下工程模型試驗用錨桿測力計的錨桿6打入待測模型12中，其中一個托盤7與待測模型12表面接觸，另一托盤7通過螺母8固定，圓筒狀合金管I受擠壓產(chǎn)生應(yīng)變，通過光纖光柵數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9得到其應(yīng)變值，再對照標(biāo)定得到的錨桿受力-測力計應(yīng)變關(guān)系曲線從而得到錨桿受力。由技術(shù)常識可知，本實用新型可以通過其它的不脫離其精神實質(zhì)或必要特征的實施方案來實現(xiàn)。因此，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本實用新型范圍內(nèi)或在等同于本實用新型的范圍內(nèi)的改變均被本實用新型包含。
權(quán)利要求1.一種地下工程模型試驗用錨桿測力計，包括兩個托盤、兩個托盤之間的圓筒狀合金管，圓筒狀合金管管壁上有兩個使錨桿垂直穿過的錨桿孔，圓筒狀合金管的管壁上固定有光纖光柵應(yīng)變傳感器，光纖光柵應(yīng)變傳感器通過光纖接到光纖光柵數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的地下工程模型試驗用錨桿測力計，其特征是，所述的光纖光柵應(yīng)變傳感器設(shè)在圓筒狀合金管兩個錨桿孔之間的外管壁上，且其上涂有防護膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的地下工程模型試驗用錨桿測力計，其特征是，所述的托盤為平面型托盤。
專利摘要本實用新型涉及一種地下工程模型試驗用錨桿測力計，錨桿測力計包括兩個托盤、兩個托盤之間的圓筒狀合金管，圓筒狀合金管管壁上有兩個使錨桿垂直穿過的錨桿孔，圓筒狀合金管的管壁上固定有光纖光柵應(yīng)變傳感器，光纖光柵應(yīng)變傳感器通過光纖接到光纖光柵數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。使用時將錨桿插入地下工程模型試驗用錨桿測力計的錨桿孔，兩個托盤與圓筒狀合金管接觸，先施加外力測出外力-應(yīng)變曲線，再將錨桿打入待測模型中，測得實際應(yīng)變，對照曲線得錨桿受力。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。
文檔編號G01L1/24GK202693169SQ20122031045
公開日2013年1月23日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者李術(shù)才, 李智, 王德超, 李為騰, 王 琦, 王洪濤 申請人:山東大學(xué)