[实用新型]一种适用于锚索锚固段蠕变特性的试验装置

说明书

技术领域

本实用新型属岩土工程技术领域，具体涉及锚索蠕变的室内模型试验装置。

背景技术

预应力锚固技术因其对岩土体扰动小、施工快、经济等优点日益成为边坡加固工程中的首选方法，并取得了巨大的经济效益和社会效益。这种高效、经济的预应力加固技术目前在其他土木工程领域中也得到了广泛的应用，如隧道、船闸、坝体、地下厂房、深基坑等工程，并多作为永久性支护措施被应用于一些安全等级要求较高的工程中。但是受预应力水平、锚固技术、材料力学性能及蠕变等因素影响，锚索预应力会发生损失甚至失效，前三种影响因素与时间效应无关，国内外学者也做了大量的试验研究，但对于蠕变特性的研究仅局限于对锚固段周围岩体的在高预应力荷载作用下的蠕变变形规律，对锚固段锚索与注浆体之间界面蠕变特性的研究还没有开展，本实用新型为填补预应力锚索锚固段蠕变特性研究的空白，揭示锚索和注浆体界面之间的变形时间效应，提出一种适用于锚索锚固段蠕变特性的试验方法及试验装置。

在申请号为[201310476174.0]的专利中公开了一种非金属抗浮锚杆蠕变试验加载装置，虽然该装置能够对锚杆实施有效的加载，但是该装置在加载完成以后千斤顶不能取出，而一般情况下千斤顶本身在长时间荷载作用下会产生回油，即千斤顶提供反力会越来越小，造成试验荷载小于设计荷载，影响试验精准性；同时反力梁采用工字钢，虽然工字钢抗弯刚度大，但是在高应力荷载作用下还是会发生跨中弯曲；再者该试验装置每次只能进行一根锚索的加载，锚索蠕变是一个时间效应过程，所需时间长，故该装置进行蠕变试验效率低。

实用新型内容

本实用新型为克服现有技术理论及试验研究的不足，提出一种适用于预应力锚索锚固段蠕变特性的试验方法及试验装置。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种适用于预应力锚索锚固段蠕变特性的试验装置，包括一个模型槽，所述模型槽包括两个并行设置的且垂直固定有锚索的装置，在两个锚索端部均固定有测试其变形的应变计，两个锚索的一端通过注浆体固定在模型槽内，另一端均穿过固定在模型槽上方的反力架，其中一个锚索穿过反力架后，其上安装一个锚索计和锚固螺栓；另一个锚索在穿过反力架后，其上安装锚索计、穿心千斤顶、压力传感器和锚固螺栓。

所述的锚索计通过锚固螺栓固定在反力架的顶部。

所述的穿心千斤顶固定在一个千斤顶支架上，所述的千斤顶支架固定在反力架的顶部。

所述的压力传感器通过锚固螺栓固定在千斤顶的顶部。

所述的模型槽包括两个圆柱形的圆筒，两个圆筒之间通过焊接连接成整体结构，在每个圆筒的底部预留有用于安装锚固丝杠的孔。

所述圆筒底部用螺栓将锚固丝杠固定在圆筒的孔内，然后用环氧树脂将孔做密封处理。

在模型槽的两侧设有两个支撑板，所述的支撑板与位于其上方的反力架相连。

所述的模型槽的顶部设有千分表。

上述装置测试内容包括锚索(杆)预应力随时间变化规律，锚固段锚索(杆)蠕变，注浆体变形及锚杆自由段变形；所述锚杆预应力通过锚索计测定，锚固段和自由段变形通过在锚索(杆)表面粘贴应变计测定，注浆体变形通过在其表面设置固定千分表进行测量。

上述装置的测试方法如下：

步骤1根据试验装置与实际模型的相似关系，确定各个零部件；

步骤2将模型槽与反力架连接成整体，模型槽的圆筒底部用螺栓将锚固丝杠固定在圆筒上，之后用环氧树脂将圆筒底部的孔做密封处理；

步骤2在圆筒中心放置贴有应变计的锚索，且锚索上部先通过锚固螺栓固定在反力架上；

步骤3在圆筒内浇筑注浆体，浇筑完成之后的模型放置在标准条件下养护设定的时间；

步骤4试件养护完后，进行预应力张拉，在反力架上依次放置刚垫块，锚索计，下锚固螺栓，千斤顶支架，穿心千斤顶，压力传感器和上锚固螺栓，并在模型槽顶部安装用来测量注浆体位移的千分表；

步骤5：先将上锚固螺栓拧紧，下锚固螺栓与垫板保持一定距离，进行应变测试，按照设计预应力水平进行预应力张拉，达到设计荷载之后，拧紧下锚固螺栓，卸载穿心千斤顶上预应力；

步骤6：测定锚索计上的荷载大小，并与设计荷载进行比较，若两者相差超过100N，重新张拉，此时增大张拉时荷载，以抵消锚固时预应力损失，该过程应反复进行，直至满足设计要求；

步骤7：完成预应力张拉以后，测定锚固段锚索的应变和注浆体顶部位移，然后每隔一天测定一次钢筋应变。

所述测试方法中测试内容包括锚索(杆)预应力随时间变化规律，锚固段锚索(杆)蠕变，注浆体变形及锚杆自由段变形。