[发明专利]一种基于先张法制作加预应力锚杆的含裂隙岩样的模具

说明书

本发明属于岩土工程领域，具体地，涉及一种基于先张法制作加预应力锚杆的含裂隙岩样的模具。主要包括成型模具、4个固定滑槽、可动滑槽、螺栓、锚杆、云母片，其特征在于：所述的成型模具由底板和侧板组成，长边侧板上设有锚杆孔，锚杆穿过锚杆孔插入成型模具内部；云母片为硬质、低强度的矩形薄片，根据锚杆支护的位置将云母片提前打孔以便锚杆能从云母片中穿入。本发明的成型模具拼接固定后，将锚杆穿过锚杆孔和云母片上的孔洞插入成型模具内部；借助张拉机械将锚杆拉至规定控制应力，向模具中灌注砂浆材料；待砂浆材料达到规定强度后，放松锚杆对试样施加预应力，云母片不需要拔出，养护成型完成加预应力锚杆的含裂隙岩样。该模具可以精确定位裂隙并施加预应力锚杆，工作效率高。

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，特别地涉及一种基于先张法制作加预应力锚杆的含裂隙岩样的模具。

背景技术

岩体由多种矿物质和有机质组成，在形成过程中还受到地应力、风化作用等因素的影响，导致岩体内部存在许多孔洞、裂隙、节理等，这些微缺陷在外部荷载作用下使岩体的受力性能和破坏形式发生改变。大量工程实践表明，岩石工程的失稳破坏，通常是由于内部裂隙的张开、闭合、扩展以及贯通而产生新的剪切滑动面所引起的。

锚杆是当代岩土工程中最基本的支护构件，通过锚杆杆体的纵向拉力作用，改善岩土体抗拉强度远低于其抗压强度的缺点，它可以有效地将围岩加固在一起，使围岩自身支护自身，现在广泛应用于边坡、隧道、坝体等工程技术中，而预应力锚杆的出现更是能及时提供支护抗力，加强对地层和结构物的变形控制能力，有利于岩体的稳定。

自1912年德国的谢列兹矿最先采用锚杆支护井下巷道以来,锚杆支护便由于结构简单、施工方便、成本低和对工程适应性强等特点,在土木工程(包括岩土工程)中得到了广泛应用。自20世纪50年代以来，我国锚杆支护技术从开始应用到不断发展：如在三峡大坝施工时，使用了大量锚杆来维护开挖的边坡和岩壁；又如我国在龙羊峡水电工程中,成功试验了10000kN的预应力锚杆并在多个工程中获得应用。

然而，现有的制作加预应力锚杆的含裂隙岩样的模具很难准确模拟岩石试块中裂隙面的倾角、位置、长度等；锚杆定位难度较大；调整裂隙面或锚杆参数需重新制作模具，工作效率低、试验周期长且浪费模具材料。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种基于先张法制作加预应力锚杆的含裂隙岩样的模具。

为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于先张法制作加预应力锚杆的含裂隙岩样的模具，包括成型模具、4个固定滑槽、可动滑槽、螺栓、锚杆、云母片。其特征在于成型模具由1块底板和4块侧板组成，底板和长边侧板均设有凹槽，短边侧板可插入凹槽中与底板和长边侧板完成拼接，并通过螺栓固定形成整体；长边侧板上设有锚杆孔，锚杆穿过锚杆孔插入成型模具内部，穿过的锚杆孔位置决定锚杆的定位；固定滑槽和可动滑槽是沿轴向开有直槽孔的长条状金属构件；固定滑槽位于成型模具的侧板上部，由位于长边侧板顶端两侧的螺栓固定；固定滑槽的直槽孔内设有可滑动螺栓，可动滑槽通过可滑动螺栓与固定滑槽实现固定，改变可滑动螺栓的位置，可动滑槽借助不同的可滑动螺栓，从而在不同位置以不同角度与固定滑槽完成搭接；云母片为硬质、低强度的矩形薄片，其上端固定在可动滑槽的直槽孔内，根据锚杆支护的位置将云母片提前打孔以便锚杆能从云母片中穿入，按设计需要加工不同规格的多组云母片，采用可动滑槽来控制云母片分布位置，实现对裂隙位置和尺寸的控制。

本发明的成型模具拼接固定后，按设计要求固定可动滑槽和带孔云母片的位置，将锚杆穿过锚杆孔和云母片上的孔洞插入成型模具内部；借助张拉机械将锚杆拉至规定控制应力(测力计测量)，向模具中灌注砂浆材料；待砂浆材料达到规定强度后，放松锚杆对试样施加预应力，云母片不需要拔出，养护成型完成加预应力锚杆的含裂隙岩样。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：