聲激勵(lì)錨桿軸力監(jiān)測裝置設(shè)計(jì)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(hù)作為巖土錨固技術(shù)的重要方式，由于其對巷道圍巖的強(qiáng)化，顯著提高了圍巖的穩(wěn)定性，加上它具有支護(hù)成本低、勞動(dòng)強(qiáng)度低、明顯改善作業(yè)環(huán)境和安全生產(chǎn)條件等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為世界各國礦井巷道的主要支護(hù)形式，同時(shí)也廣泛應(yīng)用在邊坡穩(wěn)定、深基坑維護(hù)、隧道及洞體支護(hù)、壩基橋基錨固等工程中。隨著時(shí)間的推移，由于礦物的不斷開采、地質(zhì)條件的變化等因素，圍巖的穩(wěn)定性會(huì)發(fā)生改變，進(jìn)而造成錨桿錨固失效，引起巷道的坍塌，這就需要及時(shí)

2、的調(diào)整支護(hù)設(shè)計(jì)，以適應(yīng)變化的圍巖條件，因此對錨桿支護(hù)的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測成為關(guān)鍵，其中對錨桿的軸力監(jiān)測是非常重要的內(nèi)容。
　　在分析了國內(nèi)外錨桿軸力監(jiān)測裝置的現(xiàn)狀后，本文根據(jù)目前監(jiān)測裝置的不足，提出了一種利用聲激勵(lì)對錨桿軸力進(jìn)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(shí)現(xiàn)對錨桿軸力的監(jiān)測，根據(jù)含有預(yù)應(yīng)力的端錨錨桿的受力狀態(tài)，從薄板的振動(dòng)理論和預(yù)應(yīng)力與模態(tài)

3、的關(guān)系理論進(jìn)行了分析，輔以聲學(xué)部分的相關(guān)理論，為監(jiān)測原理的實(shí)現(xiàn)奠定了理論基礎(chǔ)。然后提出方案，為實(shí)現(xiàn)錨桿軸力的監(jiān)測，根據(jù)錨桿的應(yīng)用特點(diǎn)和應(yīng)用場合，設(shè)計(jì)出了三種方案模型，分別對三種方案在力學(xué)、模態(tài)和聲場進(jìn)行了計(jì)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(shù)對性能的影響，對支撐柱進(jìn)行了壓桿穩(wěn)定性的計(jì)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(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算