[发明专利]不同约束条件下锚链与土切向抗力测试装置及方法

权利要求书

1.一种测定不同约束条件下锚链与土切向抗力的方法，其特征在于，采用的测试装置包括机架、试验箱、气压加载系统、电机伺服加载系统、传动装置、锚链单元；所述的试验箱固定于机架中部，其顶部设置顶板，顶板下依次设置气囊、可移动板及实验土样；可移动板由气囊驱动仅可沿纵向移动，且通过固定装置与试验箱箱体固定，试验箱的左右侧壁上各开孔安装有直线滑动轴承，左右两只直线滑动轴承的导杆的一端与埋于土样中的锚链两端分别连接，另一端与传动装置连接；气压加载系统调控气囊内的压力，传动装置将电机伺服加载系统施加的位移传递给锚链，并通过传动装置内的力传感器进行力的测量；所述的传动装置包括钢绞线、四只定滑轮、两只力传感器及两只挂钩；所述的四只定滑轮固定在机架上，且两两分设于试验箱左、右两侧，钢绞线依次绕过四只定滑轮后一端连接第一力传感器，再连接一只直线滑动轴承的导杆后通过挂钩与锚链一端连接，钢绞线另一端连接第二力传感器，再连接另一只直线滑动轴承的导杆后通过挂钩与锚链另一端连接，电机伺服加载系统与钢绞线连接用于施加指定位移；

方法包括如下步骤：

1）首先进行传动装置固有摩擦误差的标定：

①将左右移板按照试验要求固定在底部卡槽上，将传动装置连接到位，用细钢缆替代锚链，将细钢缆与传动装置相连，通过电机伺服加载系统进行加载，使整个传动装置保持张紧状态；

②根据实验所需要的密实度进行土样的安装；制样完成后，依次安装可移动板、气囊和顶板，并将顶板通过固定螺钉进行固定；

③根据试验要求，通过控制气囊内压达到预设压力进行固结；此时若使用常应力控制，则保持可移动板的自由上下移动；若进行常体积的控制，在固结完成后，则需要通过滑动板固定螺钉将可移动板与前后固定板固定，维持试验箱内土体体积的不变；待固结完成后，通过电机伺服加载系统施加位移，通过力传感器测定细钢缆与土之间的切向抗力；

④传动装置固有摩擦误差记为,记左右力传感器示数为，则；

2）进行锚链与土的切向抗力的测试：

将上述标定过程的细钢缆换成试验要求的锚链单元进行测试，测试过程、气囊压力、可移动板状态、电机伺服加载系统均与步骤1）相同，设此次两个力传感器示数为F₁、F₂，由此可以测出土体与锚链的切向抗力。

2.根据权利要求1所述的测定不同约束条件下锚链与土切向抗力的方法，其特征在于，所述的试验箱由前、后两块固定板、底部卡槽板、可拆卸顶板及左右两块移板构成；底部卡槽板上设置有若干平行卡槽，左、右移板可嵌入不同卡槽内形成不同体积的试验箱，在两块固定板上开有竖向导槽供可移动板嵌入实现纵向移动。

3.根据权利要求1所述的测定不同约束条件下锚链与土切向抗力的方法，其特征在于，所述的电机加载系统包括伺服电机，伺服电机与钢绞线连接用于施加指定的位移。

4.根据权利要求1所述的测定不同约束条件下锚链与土切向抗力的方法，其特征在于，所述的气压加载系统包括方形气囊、气管、压力表以及空压机，所述的方形气囊设置在试验箱内可移动板上方，通过可移动板对土体施加竖向压力；位于气囊顶部中心开有气囊出气口，通过气管与空压机相连，气管上设置有压力表。

5.根据权利要求1所述的测定不同约束条件下锚链与土切向抗力的方法，其特征在于，所述的锚链单元包括5个单链环。