尹瑞 赵利平 梁义维

(太原理工大学机械工程学院　太原 030024)



声激励锚杆轴力监测传感器的研制

(太原理工大学机械工程学院太原 030024)

根据现有的锚杆支护方式，提出一种采用声激励来监测锚杆轴力的新方法，该方法属于无损检测。阐述了锚杆轴力监测传感器的基本原理，介绍了传感器的构造及参数的设置，从强度、模态、声学3个方面进行了详细说明，分析了共振板的厚度变化对声学性能的影响。结果表明，该传感器满足设计要求，方法可行、有效。

声激励锚杆轴力监测无损检测

0　引言

锚杆支护作为岩土锚固支护技术的主要方式，广泛应用于水利、水电、交通、铁道、矿山、城市基础设施等工程建设中，锚杆在工程领域内的大量使用，有时会因为岩土的松动或锚杆本身的受力状态发生改变，从而导致锚杆失效发生断裂。为保证人员和财产安全，及时、准确地对锚杆受力状态进行监测十分必要。国内外有关人员对锚杆的监测进行了大量的研究，主要成果有液压式[1]、应变片式[2]、光纤光栅式[3]等。这些装置存在着结构复杂、成本较高、维护困难、对锚杆杆体破坏、不适合大规模使用等一系列问题。

针对锚杆监测的现有方法和理论，本文提出一种采用声激励，利用声固耦合和声谱分析对锚杆轴力进行监测的新方法。该方法具有结构简单、成本低廉、操作方便、不会对锚杆杆体产生破坏、适合大规模安装使用的特点。

1　监测原理

1.1声激励锚杆轴力监测传感器的原理