阅读说明：本技术 一种表面式光纤光栅智能frp锚杆及其制备方法 (Surface type fiber bragg grating intelligent FRP (fiber reinforced plastic) anchor rod and preparation method thereof ) 是由 白石 黄金 席晓卿 欧进萍 于 2019-12-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种表面式光纤光栅智能FRP锚杆及其制备方法,包括：FRP锚杆、光纤光栅传感器、粘结剂、热缩套管、端部保护装置、跳线测试头,FRP锚杆表面开有小槽,光纤光栅传感器通过粘结剂粘贴于FRP锚杆表面的小槽内,热缩套管包裹在开槽部位,端部保护装置安装于智能FRP锚杆的端部,跳线测试头从智能FRP锚杆的端部引出,本发明结构简单,具有稳定性好、生产方便且经济性好的特点,可用于岩土工程边坡、水利水电工程大规模地下洞室、隧道等基础设施中的锚杆应力监测。(The invention discloses a surface type fiber grating intelligent FRP anchor rod and a preparation method thereof, wherein the method comprises the following steps: the intelligent fiber bragg grating anchor rod stress monitoring device comprises an FRP anchor rod, a fiber bragg grating sensor, a binder, a heat-shrinkable sleeve, an end part protection device and a jumper wire testing head, wherein a small groove is formed in the surface of the FRP anchor rod, the fiber bragg grating sensor is stuck in the small groove in the surface of the FRP anchor rod through the binder, the heat-shrinkable sleeve is wrapped at the grooved part, the end part protection device is installed at the end part of the intelligent FRP anchor rod, and the jumper wire testing head is led out from the end part of the intelligent FRP anchor rod.)

一种表面式光纤光栅智能FRP锚杆及其制备方法

技术领域

本发明涉及岩土边坡隧道工程用加固监测材料技术领域，具体为一种表面式光纤光栅智能FRP锚杆及其制备方法。

背景技术

结构加固与安全监测是土木工程的核心发展方向。目前，普通FRP锚杆在岩土工程高边坡、水利水电工程大规模地下洞室、大规模地下厂房、泄洪洞等重大基础设施中得到了广泛的研究和成功的应用。

普通FRP锚杆是由玻璃纤维、树脂等材料通过拉挤设备制作而成。普通FRP锚杆通过岩体软弱结构面的孔锚入岩体内，把滑体与稳固岩层联在一起，从而改变边坡岩体的应力状态，提高边坡不稳定岩体的整体性和强度。

为了将监测与加固相结合，在普通FRP锚杆中内嵌智能光纤光栅传感器是一种有效的方式，可形成智能FRP锚杆，能够有效的进行锚固结构应力的监测。但是由于内嵌智能光纤光栅传感器的制作方式，制作工艺比较特别，生产复杂，一旦制作出来后经测试无信号，则整根智能锚杆将作废，制作成本高，经济性能差，因此，亟待一种改进的技术来解决现有技术中所存在的这一问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种表面式光纤光栅智能FRP锚杆及其制备方法，其结构简单，具有稳定性好、制作方便且经济性好的特点，可用于岩土工程边坡、水利水电工程大规模地下洞室、隧道等基础设施中的锚杆应力监测，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种表面式光纤光栅智能FRP锚杆，包括FRP锚杆、光纤光栅传感器、粘结剂、热缩套管、端部保护装置及跳线测试头，所述FRP锚杆表面开有小槽，所述光纤光栅传感器通过粘结剂粘贴于FRP锚杆表面的小槽内，工艺简单，使光纤光栅传感器与锚杆成为一个整体，具有协同变形性能，所述热缩套管包裹在FRP锚杆开槽部位，可保护开槽部位及光纤光栅传感器不被破坏，所述端部保护装置安装于FRP锚杆的端部，确保FRP锚杆出线的稳定及安全性，所述跳线测试头与光纤光栅传感器相连并从FRP锚杆的端部引出，方便测试。

优选的，所述FRP锚杆表面的小槽宽度和深度均为1~1.5mm，可以放入裸光纤光栅传感器和粘结剂且不影响构件力学性能。

优选的，所述光纤光栅传感器为写入了一个或多个光纤光栅的单模光纤，结构简单，满足不同的工程监测需求。

优选的，所述光纤光栅传感器为平行布设的多根写入了一个或多个光纤光栅的单模光纤，结构简单，满足不同的工程监测需求。

优选的，包括以下步骤：

步骤一：备材：先将FRP锚杆、光纤光栅传感器、粘结剂、热缩套管、端部保护装置、跳线测试头预先准备好；

步骤二：开槽：采用专用工具对FRP锚杆进行开槽并进行清槽；

步骤三：布设传感器及保护：采用粘结剂将光纤光栅传感器布设在槽口内，外面采用热缩套管包裹；

步骤四：制作测试跳线：在光纤光栅传感器的一端熔接跳线测试头，并安装端部保护装置。

制作工艺简单，稳定性好、生产方便且经济性好。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）其结构简单，具有稳定性好、制作方便且经济性好的特点，可用于岩土工程边坡、水利水电工程大规模地下洞室、隧道等基础设施中的锚杆应力监测。

（2）FRP锚杆表面开有小槽，加工方便，可放入裸光纤光栅传感器，小槽宽度和深度均为1~1.5mm，可以放入裸光纤光栅传感器和粘结剂且不影响构件力学性能。

（3）光纤光栅传感器通过粘结剂粘贴于FRP锚杆表面的小槽内，工艺简单，使光纤光栅传感器与锚杆成为一个整体，具有协同变形性能。

（4）光纤光栅传感器为一根或多根写入了一个或多个光纤光栅的单模光纤，可满足不同的工程监测需求。

（5）热缩套管包裹在开槽部位，可保护开槽部位及光纤光栅传感器不被破坏，端部保护装置安装于智能FRP锚杆的端部，确保FRP锚杆出线的稳定及安全性。

（6）跳线测试头从智能FRP锚杆的端部引出，方便测试。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明截面结构示意图。

图中：FRP锚杆1、光纤光栅传感器2、粘结剂3、热缩套管4、端部保护装置5、跳线测试头6。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种表面式光纤光栅智能FRP锚杆，包括FRP锚杆1、光纤光栅传感器2、粘结剂3、热缩套管4、端部保护装置5及跳线测试头6，FRP锚杆1表面开有小槽，光纤光栅传感器2通过粘结剂3粘贴于FRP锚杆1表面的小槽内，工艺简单，使光纤光栅传感器与锚杆成为一个整体，具有协同变形性能，热缩套管4包裹在FRP锚杆1开槽部位，可保护开槽部位及光纤光栅传感器不被破坏，端部保护装置5安装于FRP锚杆1的端部，确保FRP锚杆出线的稳定及安全性，跳线测试头6与光纤光栅传感器2相连并从FRP锚杆1的端部引出，方便测试。

FRP锚杆1表面开有小槽，加工方便，可放入裸光纤光栅传感器2，FRP锚杆1表面的小槽宽度和深度均为1~1.5mm，可以放入裸光纤光栅传感器2和粘结剂3且不影响构件力学性能，光纤光栅传感器2为一根或多根写入了一个或多个光纤光栅的单模光纤，可满足不同的工程监测需求。

一种表面式光纤光栅智能FRP锚杆制备方法，用于制备表面式光纤光栅智能FRP锚杆，具体包括以下步骤：

一、备材：先将FRP锚杆1、光纤光栅传感器2、粘结剂3、热缩套管4、端部保护装置5、跳线测试头6预先准备好；

二、开槽：采用专用工具对FRP锚杆1进行开槽并进行清槽；

三、布设传感器及保护：采用粘结剂3将光纤光栅传感器2布设在槽口内，外面采用热缩套管4包裹；

四、制作测试跳线，在光纤光栅传感器的一端熔接跳线测试头6，并安装端部保护装置5。

该制作工艺简单，FRP锚杆1、光纤光栅传感器2、粘结剂3有机地固结成一体，可以协同变形，可用于岩土工程边坡、水利水电工程大规模地下洞室、隧道等基础设施中的锚杆应力监测。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。