[实用新型]用于制取不同表面分形特征锚固体试件的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于锚固体试件的制取装置，具体为制取不同表面分形特征的锚固体试件的钢制装置。

背景技术

土层锚固技术是在土层或破碎的岩体中进行植筋或加固的技术，是近代岩土工程领域的一项重要组成部分。随着我国大力兴建基础设施，特别是对交通、能源、水利和城市基础设施建设力度的加大，锚固技术已展示出十分广阔的应用前景。虽然土层锚固技术的应用范围较广，新的锚固方式不断出现，但对其锚固机理的认识与理论研究却相对滞后，目前还没有一种可以得到广泛认可的工程设计理论，整体处在经验设计阶段，还有许多问题有待进一步解决。由于土体的性质复杂性，土层锚固工程出现病害甚至失事的现象屡见不鲜，给工程建设带来极大的安全隐患，严重的甚至造成工程中断、人员伤亡和带来重大的经济损失。因此土层锚固理论及应用的研究是有十分重要的意义。

现有的对于锚固体细观锚固机理的研究主要借助室内试验完成，然而试件的制作过程中如何加工不同表面分形特征的锚固体试件是个首先要解决的问题。早期实验已经发现，除了锚固体单轴抗压强度、密度、基体围压水平等因素对锚杆承载力有着重要作用外，锚固体表面的细观起伏状态、土体的密实程度等对承载力也有着重要的作用，这是由于锚固体-土体接触面是直接影响锚杆拉拔能力的薄弱环节，通常锚固体的破坏即发生在此处。锚固体-土体界面的形态和性质直接影响到锚固体表面剪切应力的分布和传递过程，因此实验中解决不同表面分形特征的锚固体试件的制取问题非常重要。

近年来，对于两相介质接触面形态和锚固体表面形态对承载力影响的研究、土体剪切带形成扩展机理的研究已经有了较大的发展。孔祥辉在《结构面表面形态与力学性质相关性研究》中将结构面剪切变形过程简化为四个阶段，分别为咬合挤密、弹性剪切、塑性发展、塑性流动阶段，作者在实验的基础上，绘制了分形维数与剪切刚度、峰值剪应变的关系，但其并没有提到不同表面分形特征的锚固体试件的制取方法。

在对于锚固体细观锚固机理的实验研究中需要对比不同表面分形特征的锚固体的实验结果来进行分析，但锚固体试件通常的制取方法是在土体或土样中打孔然后用水泥浆充填，使用此种方法时无法控制土的密度、含水量等参数，从而无法准确控制锚固体试件的表面分形特征，并不利于理论研究。使用合理的制取装置可以较好地解决上述问题并且大大提高了工作效率。目前尚没有针对制取不同表面分形特征锚固体试件的装置的发明。

实用新型内容

本实用新型针对锚固体细观锚固机理研究试验，提供一种用于制取不同表面分形特征锚固体试件的装置，该装置结构简单、制作简易、使用方便、可重复利用，能够极大提高工作效率。

本实用新型用于制取不同表面分形特征锚固体试件的装置的构造为：由一对半圆钢桶、连接螺栓、压力传感器、取芯器组成；所述的半圆钢桶两侧各设一个连接钢板，连接钢板上设螺栓孔，两个半圆钢桶通过连接螺栓组合在一起；压力传感器位于半圆钢桶内壁；所述的取芯器由钢管和位于钢管顶部的圆钢盘构成。

本实用新型用于制取不同表面分形特征锚固体试件的装置的操作方法是：

(1)将两个半圆钢桶通过连接螺栓连接起来，两个半圆钢桶需严格对齐，螺栓拧紧，防止两个半圆钢桶之间出现缝隙；

(2)将选定的土样（土的种类可根据实验需要更换）装入装置中，用圆钢盘盖好后根据需要对土样进行不同程度压密，通过控制压密体积及测量质量得到土样密度，同时可通过钢桶内壁上的压力传感器获得初始围压；

(3)取出圆钢盘，将圆钢盘与钢管组成的取芯器压入压密后的土样中，取出土芯，形成锚固体灌浆孔，根据需要灌入不同配比砂浆；

(4)待砂浆形成的不同表面分形特征的锚固体试件具有一定的强度后，拆开两半圆钢桶，将锚固体试件从土样中取出，放入湿润环境中养护，同时进行下个锚固体试件的制取。

本实用新型用于制取不同表面分形特征锚固体试件的装置的优点为：

(1)本实用新型装置操作方便，固定牢固，且锚固体试件的整个制取过程接近工程实际；

(2)本实用新型装置允许使用不同成分的土样，并可将土样压至指定密度，充分考虑了土样成分及密实度对锚固体试件表面分形特征的影响，具有较高的灵活性；

(3)本实用新型装置易于拆卸和组装，允许将锚固体试件从装置中取出养护，同时进行下个锚固体试件的制取，缩短了试件的制作时间，大大提高了工作效率；

(4)本实用新型装置结构简单，取材容易，制作方便，可重复使用。

附图说明