煤矿巷道FBG锚杆传感器的应力传递机理与室内加载试验研究

岳博; 谢安军; 孙昊飞; 秦立堂; 赵治勇

doi:10.13436/j.mkjx.202610015

煤矿机械 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (10) : 79 -83. DOI: 10.13436/j.mkjx.202610015

煤矿巷道FBG锚杆传感器的应力传递机理与室内加载试验研究

岳博, 谢安军, 孙昊飞, 秦立堂, 赵治勇

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摘要

针对煤矿巷道锚杆支护质量监测中传感器与现场需求适配性不足等问题，开展了光纤布拉格光栅（FBG）锚杆传感器应力传递机理分析。基于剪滞理论建立应力传递数学模型，设计埋入式FBG锚杆传感器，选取煤矿常用螺纹钢与玻璃钢锚杆制作试件，开展室内轴向加载试验。结果表明：FBG传感器中心波长与温度呈良好线性关系，试验环境温度引起的应变误差在±1.5×10^-6之内；2种锚杆屈服前波长变化与荷载线性响应显著，螺纹钢、玻璃钢锚杆波长变化率分别为32.4 pm/kN、28.6 pm/kN；传感器中部应变传递效率实测值为0.948～0.965，与理论值误差小于2%。所设计的埋入式FBG锚杆传感器与锚杆协同变形良好，可为煤矿巷道锚杆支护质量动态监测提供技术支撑。