[发明专利]一种锚杆受力特性研究用拉拔试验装置

说明书

本发明提供一种锚杆受力特性研究用拉拔试验装置，包括锚杆制备系统和加载系统；锚杆制备系统包括系统框架、垫板、一个第一壳体和多个第二壳体，加载系统包括轴向力加载装置和法向力加载装置。本装置首次实现集锚杆制作与受力试验为一体，可以先制作锚杆再对锚杆进行施加轴向拉力，分析锚杆的受力情况，在锚杆拉拔试验的过程中，可以实现对锚杆砂浆体施加可控法向应力作用，近似模拟锚杆实际轴向受力情况，使得相关的锚杆轴向受力特性研究结果显得更加合理、适用，更好地服务于锚杆的设计及施工。

技术领域

本发明属于岩土加固结构试验仪器或设备技术领域，具体涉及一种锚杆受力特性研究用拉拔试验装置。

背景技术

锚杆作为一种常用的工程加固结构，在隧道围岩、边坡坡体、基坑坑壁及路基的加固工程方面有着较为广泛的应用，极大地确保了相关工程建设的安全及顺利开展。为确定施工后锚杆的轴向抗拔极限及设计荷载，常常需要开展现场锚杆的拉拔试验检测。研究锚杆的轴向抗拔极限及设计荷载、轴向受力分布形式和有效锚固深度等内容，对锚杆的合理设计及施工，有着很大的实际意义。

但是，目前的锚杆拉拔试验设备并未考虑施加沿着锚杆砂浆体的法向作用力，而实际的锚杆砂浆体是承受一定的法向作用力的，这说明现有设备的研究结果与实际情况存在较大的差异，不利于对锚杆进行合理设计及施工。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种锚杆受力特性研究用拉拔试验装置，不仅可以研究可以锚杆轴向受力情况。更重要的，可以研究锚杆法向作用力情况，更加符合实际需要。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种锚杆受力特性研究用拉拔试验装置，包括锚杆制备系统和加载系统；所述锚杆制备系统包括系统框架、垫板、一个第一壳体和多个第二壳体，所述系统框架呈立方体闭环结构，包括多个水平梁和竖向梁，水平梁与竖向梁相互垂直，系统框架的右侧面与竖向梁平行的设置有多个纵梁，所述垫板放置于系统框架底部的水平梁上；

所述第一壳体为实心长方体，第一壳体右侧面上沿第一壳体长度方向加工有第一凹槽，第一壳体放置于垫板上，第一壳体的左侧面靠近系统框架的左侧面，所述第二壳体位于垫板上，为实心长方体，第二壳体左侧面上沿第二壳体长度方向加工有第二凹槽，第二壳体的左侧面靠近第一壳体的右侧面，且第一凹槽与第二凹槽相契合形成空心圆柱；空心圆柱的直径可根据实际锚杆灌浆体的直径而定。多个第二壳体依次排布在第一壳体右侧；

所述加载系统包括轴向力加载装置和法向力加载装置，所述轴向力加载装置包括千斤顶和立方体反力块，反力块位于空心圆柱的一端，千斤顶位于反力块一侧，所述千斤顶、反力块及空心圆柱处在同一个轴线上；

所述法向力加载装置包括丝杆升降机，丝杆升降机水平放置，位于第二壳体右侧，通过所述丝杆升降机给第二壳体施加水平垂直于第二壳体的法向力；每个第二壳体右侧均设置有丝杆升降机机。

所述法向力加载装置还包括电动机、支撑垫、丝杆承载头及底座，底座焊接在丝杆升降机上，所述支撑垫位于垫板上，丝杆升降机通过底座固定于支撑垫上，丝杆承载头设置于丝杆升降机的丝杆顶端与第二壳体接触处，丝杆承载头与底座之间的丝杆上套有伸缩管、剩余的丝杆部位套有钢筒。

所述轴向力加载装置还包括加压系统和支撑垫板，支撑垫板为实心立方体，支撑垫板上表面加工有第三凹槽，所述千斤顶卡在第三凹槽中。

所述第一凹槽与第二凹槽之间设置有密封垫，相邻的第二壳体之间设置密封圈。本发明的密封装置包括密封垫或者密封圈，具体使用密封垫或密封圈，视需要密封的装置结构或需要实现的效果决定。

所述第二壳体右侧设置拉环。

所述第二壳体右侧与丝杆升降机系统接触处设置有压力传感器。

所述垫板上与第二壳体接触处设置有滚珠滑槽，滚珠滑槽内置滚珠。