[发明专利]模型试验中锚固体制作装置及锚固界面应变片粘贴方法

说明书

本发明涉及一种模型试验中锚固体制作装置及锚固界面应变片粘贴方法，所述锚固体制作装置包括模板、底座和连接件，模板由两块具有多个半圆形钻孔的薄板组成，插入底座卡槽后用连接件与底座连接固定，将粘贴有应变片的锚杆插入底座锚杆定位孔，并在模板形成的圆孔中注入砂浆，待砂浆和锚杆粘结固化后即可脱模取出锚固体，然后在锚固体表面粘贴应变片后将其插入模型试验开挖洞室的锚孔中并注入砂浆粘结。本发明解决了长期以来地质力学模型试验无法在锚固体界面粘贴应变片、进而无法有效测试锚固体界面应力传递与应力分布规律的技术难题，为地下工程锚固机理研究提供了新的试验方法。

技术领域

本发明涉及一种地下工程试验装置，具体地说是一种地质力学模型试验中制作锚固体的装置及利用该装置进行锚固体界面应变片粘贴的操作方法。

背景技术

锚杆作为一种有效的支护手段在地下工程中得到了广泛的应用，但由于岩土工程问题的复杂性，目前对岩体中锚杆锚固作用机理的认识仍不清晰，严重制约了锚杆支护技术的发展，使锚杆支护设计的理论水平远远滞后于工程实践。围岩向自由空间移动时，力的传递先由岩体到黏结材料，再由黏结材料到锚杆，涉及3种介质和2个界面的复杂传递过程，其中界面应力的传递机制和分布规律才是锚固作用机制研究的重点。然而当前国内外学者多集中于研究锚杆与粘结材料之间的应力传递和分布规律，对围岩与粘结材料之间的锚固体界面应力传递和分布规律研究甚少，根本原因在于模型试验中无法突破在锚固体界面粘贴应变片的技术难题。

以相似理论为基础的地质力学模型试验方法一直以来都是研究地下工程开挖支护效应的重要手段，对地下工程的发展起着很大的推动作用，为工程设计与施工提供了宝贵的试验数据，因此采用模型试验方法研究锚固体界面应力传递机制具有现实可行性。

目前，国内外关于地质力学模型试验中锚固体制作与锚固体界面应变片粘贴的研究现状如下：

(1)《岩石力学与工程学报》2010年第1期介绍了一种模型试验中锚固体的制作方法，采用的是预先埋设直径较大的锚杆，开挖后将锚杆拔出形成锚孔后再插入微型锚杆并注入砂浆粘结形成锚固体，该法不能在锚固体界面粘贴应变片，因而无法测试获得锚固体界面上的应力传递与分布规律，难于全面有效揭示深部地下工程锚杆支护作用机理。

(2)《土木工程学报》2011年第9期介绍了一种模型试验中锚固体的制作方法，采用的是在模型洞室开挖后采用人工打钻成孔，然后插入微型锚杆并注入砂浆制作锚固体，该法不能在锚固体界面粘贴应变片，因而无法测试获得锚固体界面上的应力传递与分布规律，难于全面有效揭示深部地下工程锚杆支护作用机理。

(3)《岩石力学与工程学报》2014年第12期介绍了一种模型试验中锚固体的制作方法，采用的是将夯实的模型体修剪成型后架设定位装置钻孔并埋入锚杆注浆粘结制作锚固体，但不能在锚固体界面粘贴应变片，因而无法测试获得锚固体界面上的应力传递与分布规律，难于全面有效揭示深部地下工程锚杆支护作用机理。

(4)《岩土力学》2008年第7期介绍了一种模型试验中锚固体的制作方法，采用的是将表面粘贴有应变片的锚杆预埋插入模型体锚孔并注浆形成锚固体，但不能在锚固体界面粘贴应变片，因而无法测试获得锚固体界面上的应力传递与分布规律，难于全面有效揭示深部地下工程锚杆支护作用机理。

(5)申请号为201110206161.2的发明专利研发了一种用于地下工程模型试验支护的砂浆锚杆和操作方法，采用在杆体外部包裹砂浆制作锚固体，然后插入锚孔模拟支护，该法不能在锚固体界面粘贴应变片，因而无法测试获得锚固体界面上的应力传递与分布规律，难于全面有效揭示地下工程锚杆支护作用机理。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有试验方法和技术的不足，提供一种简单实用，拆卸方便、节能环保的用于地质力学模型试验的锚固体制作装置及利用该装置进行锚固体界面应变片粘贴的操作方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：