本技术介绍了一种自适应软岩边坡锚杆支护系统及其精确校准技术。该系统利用内置压缩弹簧和耐磨钢板的相对滑动,有效应对软岩边坡的变形。在土体膨胀或变形时,压缩弹簧压缩,导致台座组件内的第二耐磨钢板沿第一耐磨钢板向外滑动,使台座向土体外侧移动,释放变形压力。土体收缩时,压缩弹簧恢复原状,第二耐磨钢板向内滑动,使台座向土体内侧移动,锚杆回缩,维持边坡的有效支撑。该机制显著提升了锚杆支护系统的适应性和支护效果,增强了软岩边坡的稳定性。同时,基于传感器单元的校准方法确保了锚杆轴力监测的持久可靠性和工程项目的整体安全性,为软岩边坡的稳定控制提供了先进的技术支持。
背景技术
软岩边坡工程在公路、铁路、矿山以及城市建设中的应用越来越广泛。然而,软岩边坡由于其较低的强度、较大的变形能力和易受外部干扰的特点,给工程稳定性带来了重大挑战。为了保证软岩边坡的安全性和稳定性,传统锚杆支护技术一直被广泛应用。但是,传统锚杆因具有过高的刚度和有限的变形适应能力,难以适应软岩边坡的变形特征。当边坡的变形量超过锚杆的最大允许伸长量时,锚杆可能会断裂,导致支护系统失效。这不仅降低了支护的有效性,还可能导致严重的工程事故。
尽管现有的可变形锚杆技术在缓解此类问题方面上有所改进,但仍存在缺陷。专利CN202210220773.5提供了一种用于软岩加固的内锚式可伸缩锚杆,通过锚头伸缩装置实现可变形功能,同时扩大锚头,增加软岩所受的围压,进而获取较大锚固力加固软岩;专利CN202211060537.8提供了一种可监测并调节膨胀土边坡环境的自适应锚杆,通过设置多级受力弹性体,在岩土体发生较大位移时逐级提高锚杆杆体的拉力从而限制膨胀土岩土体的位移,并借助设置的温度湿度传感器监测边坡环境;专利CN202210424005.1提供了一种自适应让压锚杆装置及施工方法,通过在锚头设置让压装置吸收冲击力后发生压缩变形实现让压位移;尽管这些上述技术在一定程度上提高了软岩加固的效果,但它们的功能相对单一,难以同时实现自适应控制与环境监测预警的双重目的。此外,传统的轴力监测手段,如油压测力法、磁通量法及光纤光栅法等,由于其传感元件容易受到环境因素的影响,长期使用后监测数据的可靠性会下降,不能保证长期有效的监测效果,并且缺乏在服役期间自我调整和校正的能力。
实现思路