[发明专利]一种预应力锚索锚固性能测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种预应力锚索锚固性能测试装置，其特征在于，其包括张拉测试设备和锚索，所述锚索包括多个应变砖、多个微型土压力盒、多个应变片、多根钢绞线和套管，其中，在所述应变砖的上表面设有相互垂直的应变片和接头垫片，一侧面上垂直设有应变片和接头垫片，对应另一侧面上设有微型土压力盒，所述应变片连接所述接头垫片，所述应变砖的正面均设有三个小孔；所述多根钢绞线的其中一根上连接有多个应变片作为钢绞线应变片，该钢绞线作为检测钢绞线，多个所述应变砖根据测定需要固定于所述检测钢绞线，所有所述应变片和所述微型土压力盒均连接有导线，所述导线用于连接张拉测试设备，所述套管套于所述多根钢绞线的外侧，并设于所述锚索的自由段，将所述多根钢绞线置于锚孔内浇筑注浆材料制成锚杆，所述应变砖的材料与锚杆的注浆材料相同。

2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述张拉测试设备包括斜铁、力传感器、千斤顶、位移计和应变采集仪，所述斜铁靠近围护结构设置，所述力传感器连接所述斜铁，所述千斤顶连接所述力传感器，所述千斤顶与所述力传感器之间还设有钢垫板，所述锚索连接千斤顶设置，所述位移计用于测量锚索锚头和围护结构的位移，所述应变片、微型土压力盒、位移计和所述力传感器连接所述应变采集仪。

3.如权利要求1或2所述的测试装置，其特征在于，所述应变砖的大小为40mm×35mm×20mm，所述3个小孔的直径为3mm。

4.一种预应力锚索锚固性能测试方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1、传感器的制作与安装

S101、应变砖制作：采用注浆原料浇筑应变砖，所述应变砖为长方体，长方体的正面设有三个小孔，其上表面和一侧面沿X轴、Z轴、Y轴三个方向相互垂直地分别粘贴应变片和接头垫片，应变片连接接头垫片，对应一侧面的另一侧面设有微型土压力盒，所述接头垫片焊接有导线；

S102、钢绞线应变片安装：在对应测点位置对其中一根钢绞线进行打磨，用于连接应变片和接头垫板，该应变片通过接头垫板与导线连接，导线沿钢绞线一侧向锚索自由段一侧梳理；

S103、在连接有应变片的钢绞线上，根据测量需要固定应变砖，所述应变砖带的应变片及微型土压力盒的导线均向锚索自由段一侧梳理；

S2、测试锚索的安装

S201、按照测试要求在一根钢绞线上安装所述S1获得的应变砖和钢绞线应变片，将所述应变砖与钢绞线应变片的导线梳理至锚头，在锚索的自由段套上套管；

S202、将上述S201获得的钢绞线放入需要测试的锚孔中，采用测试要求所需的水泥砂浆进行注浆，当锚孔口溢出水泥砂浆时，注浆结束，测试锚索安装完成；

S3、测试加载

当所述测试锚索达到设计要求后，安装张拉测试设备，将应变砖与钢绞线应变片的导线与应变采集仪连接，并采用位移计测量锚索锚头和围护结构的位移，进行加载测试，加载过程利用所述应变采集仪记录锚索中的应变砖的应变片、钢绞线应变片和位移计变化数据。

5.如权利要求4所述测试方法，其特征在于，在步骤S102中，所述应变片顺着钢绞线方向粘贴，所述应变片与接头垫板用环氧树脂进行防水处理，并用纱布进行缠绕。

6.如权利要求4所述测试方法，其特征在于，在步骤S102中，所述套管的两端用防水胶和胶带密封。

7.如权利要求4所述测试方法，其特征在于，在步骤S102中，所述导线的端头用布袋或防水布进行包裹。

8.如权利要求4所述测试方法，其特征在于，在步骤S3中，所述加载测试为单调加载，所述单调加载中千斤顶匀速加载，加载速率为100kN/min。

9.如权利要求4所述测试方法，其特征在于，在步骤S3中，所述加载测试为循环往复加载，用于测量锚索受力后对邻近锚索地层的受力影响。

10.如权利要求4所述测试方法，其特征在于，在步骤S3中，还包括利用锚杆无损检测仪探测内部注浆体与钢绞线的粘结情况，其中所述锚杆无损检测仪的接收端连接所述测试钢绞线上，利用发射端进行导波发射，所述应变收集仪收集导波在锚索中传播的信号。