[实用新型]锚固界面应力测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及试验方法及装置，尤其涉及锚杆界面应力分布规律研究的试验方法及装置。 

背景技术

锚杆支护技术作为一种优越的岩土体加固技术方法，越来越广泛的应用于各种工程领域，但锚固机理的研究仍明显滞后于锚固技术的发展。在由锚杆、粘结材料及岩体构成的复合结构中，锚固界面是相对薄弱的部位，很多破坏往往都是在这些界面处发生的，因此锚固界面应力分布规律的测试非常重要，对于锚固机理研究、支护设计以及岩体稳定性分析具有指导意义。 

现有的实验室测试中，普遍采用传统的拉拔试验进行锚杆界面应力测试，试验过程中锚杆外露端直接承受拉力，使锚杆从基体中向外拔出。拉拔试验过程中，锚杆端头与试验机的合理连接很难实现；当锚固体制作或安装不能保证精度时，还容易使外露锚杆产生弯曲，造成试验结果不准确；并且这种拉拔试验方法是由锚杆向岩体方向传递力，而在现场锚固工程中真实的情况是，锚孔底部岩石給锚杆以推力，所以锚固系统力传递方向和实验受力状态相悖，锚杆拉拔试验所获得锚固界面应力分布形态与现场工程存在一定程度的偏差。 

发明内容

为解决岩体加固工程中的锚固界面应力分布规律的真实测试问题，本实用新型提供一种在实验室内进行锚固界面应力测试装置。 

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是： 

一种锚固界面应力测试装置，由加载系统和加载装置所组成；所述的加载系统是双向加载液压试验系统，即加载系统由一个侧向加载油缸，底向加载油 缸和液压泵站组成； 

所述的加载装置包括一个加载框架和安装在加载框架内的用于夹持锚杆测力试件的夹持柱筒；所述的加载框架具有底框和两侧边框；所述夹持柱筒由对称的两半部分合在一起构成，夹持柱筒为外方内圆的柱筒，其内径与锚杆测力试件的外径相匹配，夹持柱筒内壁加工有螺纹状粗糙面；加载框架的一侧边框内面设有凸台，加载系统的侧向加载油缸设在另一侧边框内，且与凸台处于相对的位置，侧向加载油缸的活塞端设有侧向压力传感器；加载框架的底框上设有底向加载油缸，底向加载油缸的活塞端设有底向压力传感器和推力垫板；推力垫板的中心设有中心孔；所述的夹持柱筒置于凸台、侧向压力传感器和推力垫板三者之间。 

为了便于调整夹持柱筒轴线位置，在夹持柱筒两侧分别设有调整垫板； 

为了便于调整测力锚杆试件的高度，在压力传感器和推力垫板之间设有调整垫板； 

利用上述测试装置进行锚固界面应力测试的方法，包括以下步骤： 

第一步：制作测力锚杆试件，在锚杆两侧纵向开设对称的凹槽，将若干应变片等间距的粘结到锚杆凹槽内，应变片上连接上导线；在混凝土柱或岩柱试件上钻锚杆孔，将制作好的测力锚杆装入锚杆孔内，孔壁中灌入粘结剂，在室内环境中养护6小时，使测力锚杆与混凝土柱或岩柱试件凝固成整体； 

第二步，将锚杆测力试件置于夹持柱筒中，并以锚杆外露端朝上的方向，将夹持柱筒安装在测试装置的加载框架内，并用调整垫板调整好高度和轴线位置；将应变片导线通过数据传输线与静态电阻应变仪相连；启动侧向加载油缸，在侧向上顶紧试验锚固体，并施加到预定的锚固体围压值； 

第三步，启动底向加载油缸，活塞在底部给锚杆测力试件施加推力，在静 态电阻应变仪上记录出锚杆不同部位上的应变值，然后换算出各点的轴力； 

换算公式如下： 

N_i＝Eε_iA 

式中：N_i-第i点应变片处的轴力；E-锚杆弹性模量；ε_i-第i点应变值；A-锚杆截面积。 

再用锚杆上相邻测点轴力相减，得到锚固界面剪应力的分布情况， 

τi,i+1=Ni-Ni+1πdΔx]]>