[发明专利]一种纤维筋抗浮锚杆受力特性室内模拟试验方法

说明书

本发明属于地基基础工程试验技术领域，涉及一种纤维筋抗浮锚杆受力特性室内模拟试验方法，使其更加贴近实际工程，能够快速、精准测试纤维筋抗浮锚杆的抗拔承载力和杆身应力变化规律，最重要的是能够同时模拟与基岩的锚固以及与基础底板的锚固工作机理，即在纤维筋抗浮锚杆杆身安装自补偿光纤光栅传感器，杆体放入基岩预留灌浆孔中成锚后，另一端与基础底板相连，采用室内模拟试验装置进行抗浮锚杆抗拔承载力和变形试验；其方法简单，安装便捷，可操作性强，安全可靠，测试精度高，成本低，重复使用率高。

技术领域：

本发明属于地基基础工程试验技术领域，涉及一种纤维筋抗浮锚杆受力特性室内模拟试验方法，将现有拉拔试验设备及方法进行了改进，解决了锚具的问题，能够精准、快速测试纤维筋抗浮锚杆的抗拔承载力、杆身应力变化以及锚固体变形，用于模拟纤维筋抗浮锚杆处于基础底板和基岩环境中的受力特性。

背景技术：

纤维筋是以纤维材料(碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维等)为增强材料，合成树脂为基体材料，采用纤维纱浸渍含有固化剂、促进剂等多种助剂的不饱和聚酯树脂等树脂胶液后，经过拉挤、缠绕螺纹、固化一次成型的一种新型材料。这种纤维筋抗浮锚杆具有抗拉强度高、质量轻、抗腐蚀、抗电磁干扰，性价比高等优点。在抗浮工程中，使用纤维筋抗浮锚杆能够克服金属材料抗浮锚杆在服役过程中遭受地下水中氯离子、硫酸根等离子的化学腐蚀，以及在沿海地区城市轨道交通建设项目中直流电产生的杂散电流对金属材料产生的电化学腐蚀，使抗浮锚杆承载力和耐久性得到保证。同时，由于纤维筋属各向异性材料，用作抗浮锚杆时，抗剪性能较差，且不宜弯折，又拉拔试验工作量大、耗时长，会给工程造成不必要的麻烦。中国专利201720304289.5公开了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，但是该装置仅能模拟锚杆轴向和法向受力情况，不能同时测量锚杆的抗拔承载力和杆身应力变化规律；201710052406.8公开了测试在不同工况下的锚杆应力计的试验装置及方法，本试验装置包括试验平台，试验平台上表面开设有两个相互垂直的支座轨道，每个支座轨道中均设置有滚动支座，滚动支座的上部中心设置有转动轴，转动轴的顶部设置有夹持装置，两个滚动支座之间夹持有锚杆，锚杆中间安装有锚杆应力计、两个应变计和两个千斤顶，锚杆应力计和应变计通过数据线与数据采集器连接；本方法包括如下步骤：(1)安装试验装置；(2)安装锚杆；(3)固定滚动支座；(4)安装数据采集器；(5)对锚杆进行试验；(6)数据处理，本发明的原理比较简单，且模拟锚杆受力的状态真实，但在实际试验中其测量数据精确度不高，而且成本高；201420358169.X公开了一种用于测试锚杆综合力学性能的试验台，该试验台包括设置在所述安装测试台上的推进与搅拌测试机构、安装预紧测试机构及设置在工作测试台上的弯曲载荷测试机构、轴向载荷测试机构、剪切载荷测试机构和冲击载荷测试机构；通过该试验台可实现在实验室内模拟锚杆安装与工作过程，并对锚杆施加扭转、拉伸、弯曲、剪切与冲击等单项或多项组合外力；采用相互独立的加载系统对锚杆施加相应载荷，可分别进行锚杆安装与工作过程中各种载荷的独立试验，也可以进行安装受力与围岩变形引起的拉伸、剪切与冲击等几种任意工作受力的组合加载试验，从而有效测试锚杆在各种不同外力组合作用下的综合力学性能，但是该试验台主要用于矿山支护，而且结构复杂，操作不便。因此，为验证纤维筋抗浮锚杆在工程应用的可行性，迫切设计一种合理、快速、有效的拉拔试验测试装置迫在眉睫，具有非常重要的现实意义和理论价值。

发明内容：