聲激勵錨桿軸力監(jiān)測裝置設計原理與方法研究.pdf

1、本文旨在研究一種錨桿軸力監(jiān)測裝置。錨桿支護作為巖土錨固技術的重要方式，由于其對巷道圍巖的強化，顯著提高了圍巖的穩(wěn)定性，加上它具有支護成本低、勞動強度低、明顯改善作業(yè)環(huán)境和安全生產條件等優(yōu)點，目前已成為世界各國礦井巷道的主要支護形式，同時也廣泛應用在邊坡穩(wěn)定、深基坑維護、隧道及洞體支護、壩基橋基錨固等工程中。隨著時間的推移，由于礦物的不斷開采、地質條件的變化等因素，圍巖的穩(wěn)定性會發(fā)生改變，進而造成錨桿錨固失效，引起巷道的坍塌，這就需要及時

2、的調整支護設計，以適應變化的圍巖條件，因此對錨桿支護的質量進行監(jiān)測成為關鍵，其中對錨桿的軸力監(jiān)測是非常重要的內容。
　　在分析了國內外錨桿軸力監(jiān)測裝置的現(xiàn)狀后，本文根據目前監(jiān)測裝置的不足，提出了一種利用聲激勵對錨桿軸力進行無損監(jiān)測的裝置和方法，即利用聲固耦合和聲譜分析，通過人耳來聽取聲音的大小和頻率，來判斷錨桿所承受軸力的大小。首先理論分析，為實現(xiàn)對錨桿軸力的監(jiān)測，根據含有預應力的端錨錨桿的受力狀態(tài)，從薄板的振動理論和預應力與模態(tài)

3、的關系理論進行了分析，輔以聲學部分的相關理論，為監(jiān)測原理的實現(xiàn)奠定了理論基礎。然后提出方案，為實現(xiàn)錨桿軸力的監(jiān)測，根據錨桿的應用特點和應用場合，設計出了三種方案模型，分別對三種方案在力學、模態(tài)和聲場進行了計算和分析，得出了方形錨桿軸力監(jiān)測裝置為最佳方案。最后分析組成部件，為研究監(jiān)測裝置的各組成零部件的參數對性能的影響，對支撐柱進行了壓桿穩(wěn)定性的計算，對壓板的厚度變化，承載體的尺寸變化，共振板的厚度、尺寸、材料的不同，分別進行了詳細的計算