[发明专利]一种控制施加与监测锚索拉力的模型试验装置与试验方法

说明书

本发明涉及工程试验设备技术领域，具体涉及一种控制施加与监测锚索拉力的模型试验装置与试验方法，本发明的控制施加与监测锚索拉力的模型试验装置包括用于传递拉力的拉力传感器，所述拉力传感器布置于固定框架内，该固定框架设置有与支挡结构连接的安装结构，该安装结构与支挡结构相适配，拉力传感器一端设有用于固定锚索的结构，另一端连接有用于提供动力的传力机构，所述拉力传感器连接有显示拉力大小的读数显示器，该试验装置通过对锚索施加拉力，使锚索受到的拉力能得到有效控制，同时实时监测到锚索拉力的变化情况和变化规律，从而解决了现有技术中难以监测锚索拉力的变化情况的问题，为锚索桩板墙的结构稳定性提供指导和依据。

技术领域

本发明涉及工程试验设备技术领域，特别涉及一种控制施加与监测锚索拉力的模型试验装置与试验方法。

背景技术

在工程建设过程中，当铁路或公路以深路堑方式通过山丘地段时，由于两侧的岩层间夹有软弱夹层，这种岩层极易发生滑坡或坍陷现象，为了避免发生滑坡或塌陷，通常会采用锚索桩板墙对岩层进行加固，保证路堑边坡的稳定。在堆砌的填土施工区域也同样会采用锚索桩墙板对填土进行固定，锚索桩板墙的

在工程建设中，锚索加桩板墙的支护结构使非常常见的，常用于深基坑工程以及边坡支护等工程中，在选用此种支护结构前，对其支护性能等各方面的特性进行试验研究是非常必要的。目前，针对此种支护结构的室内试验研究比较缺乏，特别是针对锚索拉力变化情况的研究更少。在实验室对这种支护结构研究时，需要模拟出这种支护结构的实际工况，可以通过用PVC材料模拟桩板墙、用钢绞线模拟锚索以及用砂来模拟后填土的方法来模拟类似于边坡的桩板墙加锚索的支护结构，其结构如图1所示，锚索1穿过填土区域2，锚索1的外端锚固于桩板墙3上，另一端锚固在填土中，锚索1的锚固力直接影响着填土的应力状态和滑动稳定条件。

使用锚索桩板墙对填土进行支护后，桩板墙在对填土进行支护时对填土形成阻挡力，同时，填土会对桩板墙产生与向基坑内的主动土压力，使桩板墙发生变形和移动，桩板墙带动锚索，使锚索受到向外的拉力。为了有效观测锚索拉力的变化情况，以及监测锚索在拉力变化时，桩板墙发生变形位移的情况，需要使用精密的试验装置在试验室对这一过程进行测量、分析和研究，现有的试验装置由于难以监测锚索拉力的变化情况。其主要原因在于：锚索固定于填土中，对锚索受到的拉力大小及变化情况无法监测，同时桩板墙受到填土的主动土压力后使锚索受拉，是一个长期的过程，无法在短时间内使锚索受拉并测量其受力情况。

监测锚索受到的拉力变化情况及变化规律，能有效判断桩板墙结构的应力应变状态，而锚索受到拉力的变化情况，直接影响到锚索桩板墙支护结构的可靠性。而如何通过模拟的支护结构来研究桩板墙加锚索的支护结构在工程使用时，锚索拉力变化的特点，成为研究的重点和难点。亟待设计出一种试验装置来测得锚索的受力状框，从而为锚索桩板墙的结构稳定性提供指导和依据。此外，除了桩板墙，所有采取类似桩板墙的支挡结构对填土或土坡进行固定，并且在内部锚固有锚索、钢筋等受力拉筋时，都存在支挡结构变形发生位移的情况，同样需要监测拉筋的受力变化情况，之前利用试验装置进行研究也非常必要。

发明内容

本发明的目的在于：现有技术中使用锚索桩板墙结构对填土或土坡进行支护时，需要事先对支护结构的支护性能进行研究和试验，保证锚索桩板墙结构具有可靠性，而现有的试验装置无法实时监测到锚索拉力的变化情况，提供一种控制施加和监测锚索拉力的模型试验装置与试验方法，该模型试验装置通过对锚索施加预应力，使锚索受到的拉力能得到有效控制，同时实时监测到锚索拉力的变化情况，从而解决了现有技术中在短时间内难以监测锚索拉力变化情况的问题，得到锚索桩板墙中锚索拉力的变化规律，为锚索桩板墙的结构稳定性提供指导和依据。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：