[发明专利]无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置及测试方法

说明书

本发明公开了一种无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置及测试方法，包括定位杆、混凝土应变计、定位扣环、固定管和可安装在围岩上的固定底座，固定管固接在固定底座上，定位杆的两端分别与一固定管连接，定位扣环安装在定位杆上，混凝土应变计的两端包括应变计端部圆盘，混凝土应变计间隙套接于定位扣环内，且通过应变计端部圆盘实现对混凝土应变计的阻挡限位。该混凝土应变测试装置不仅能够提前预制，现场埋设快捷，提高埋设的工作效率，同时装置结构简单、部件较少，对永久性锚喷支护结构原有受力特征扰动较小。利用该装置及测试方法，可准确的测试出锚喷支护隧道无钢架支护形式下的混凝土应变分布。

技术领域

本发明涉及隧道结构测试技术领域，尤其涉及一种无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置及测试方法。

背景技术

永久性锚喷支护技术是源自于挪威法的隧道施工主流支护技术之一。永久性锚喷支护形式由两层或多层喷射混凝土及与围岩条件对应的必要支护构件组成，其支护构件通常为锚杆、钢架，相比于新奥法常采用的复合式衬砌支护形式，前者无需架立钢筋及模注二次衬砌，大大加快了隧道施工速度，节约了人力物力，具有较高的经济性。

为研究永久性锚喷支护结构的受力特征，工程人员需要对其喷砼结构的应力、应变发展规律予以长期监测。目前，隧道支护结构测试中混凝土应变计的埋设固定方法主要为：直接绑定于环向钢架上、沿径向打设钢筋或架立环向钢筋辅助埋设。

首先，将应变计绑定于钢架上的固定方法仅能适用于需布设钢架的支护形式中，对未设置钢架的支护形式(即无钢架锚喷支护隧道)不具适应性；

然后，对于无钢架锚喷支护隧道，目前常采用沿径向向围岩打设钢筋并将应变计捆绑于钢筋上的固定方式，为保证固定效果以防止喷砼的巨大冲击力导致应变计发生的相错滑动等不利位移，常常出现过度捆绑应变计的现象，导致应变计与钢筋共同变形；

最后，对于永久性锚喷支护结构内架立环向钢筋进行辅助固定埋设的方式，由于环向钢筋的存在，将使支护结构的受力特征发生变化，导致测试数据有效性的降低，同时，现有混凝土应变计的埋设固定方法不便于测试支护结构的任一位置的应变变化或者应力分布。

发明内容

本发明目的在于提供一种能够对无钢架锚喷支护隧道各支护形式均具适应性，埋设方式方便简捷、测试数据准确有效的无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置及测试方法，从而解决上述问题。

为实现上述目的，本发明首先公开了一种无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置，包括定位杆、混凝土应变计、定位扣环、固定管和可安装在围岩上的固定底座，所述固定管固接在所述固定底座上，所述定位杆的两端分别与一所述固定管连接，所述定位扣环安装在所述定位杆上，所述混凝土应变计的两端包括应变计端部圆盘，所述混凝土应变计间隙套接于定位扣环内，且通过所述应变计端部圆盘实现对混凝土应变计的阻挡限位。

进一步的，所述固定管包括套管和伸缩管，所述伸缩管可伸缩式插接于所述套管内，所述套管的一端与所述固定底座固接，所述定位杆的两端均与所述套管连接或者均与所述伸缩管连接。

进一步的，所述套管的另一端设置有锥形外螺纹部，所述锥形螺纹管部匹配连接有内设锥形内螺纹的固定套以夹紧固定所述伸缩管。

进一步的，所述伸缩管的表面沿其轴向标刻有刻度线。

进一步的，所述定位杆的两端与所述固定管垂直设置，所述固定管相对于所述定位杆对称设置。

进一步的，所述定位扣环采用圆形登山扣环。

然后本发明公开了一种如上述方案所述的无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置的测试方法，包括如下步骤：

1)沿隧道环向将混凝土应变测试装置安装固定在隧道围岩面上，通过旋拧固定套调整伸缩管的长度至待测应变深度处，并使用定位扣环间隙套接所述混凝土应变计；