[实用新型]一种扩大头锚杆周围土体应力应变模拟试验装置

说明书

一种扩大头锚杆周围土体应力应变模拟试验装置，所述装置包括试验箱和扩大头锚杆模型。扩大头锚杆模型包括管状的锚固段模型和杆状的自由段模型；试验箱包括箱体，箱体的顶面配有密封用的盖板和第一伺服液压加载装置；箱体内填埋有土体。锚固段模型埋设于土体的正中间，自由段模型的右端连接有第二伺服液压加载装置拉压力传感器和第一位移计；锚固段模型的左端通过金属丝与第二位移计相连；锚固段模型的中心点所在的竖直平面和水平平面内的土体上等间距布设有若干个土压力盒；数据采集仪、第一位移计、第二位移计、第一伺服液压加载装置和第二伺服液压加载装置均与控制器信号相连。

技术领域

本实用新型属于岩土工程领域，具体涉及一种扩大头锚杆周围土体应力应变模拟试验装置。

背景技术

在东南沿海的软土地区，由于地基土的强度低，普通锚杆的极限抗拔力较小，制约了其在软土地基中的应用。为提高锚杆在软土地地基中的抗拔力，工程人员研发了扩大头锚杆。该锚杆采用高压旋喷工艺，在锚杆底部一定范围内形成直径较大的圆柱状锚固段，显著地提高了锚杆的抗拔力。

采用扩大头锚杆具有施工速度快、质量优、对周围环境影响小、可有效地提高锚固体的抗拔能力等优点。但是，由于人们对于扩大头锚杆作用机理还不清楚，导致其目前还停留在经验设计阶段。因此，通过室内模型试验进一步研究其作用机理，这对于扩大头锚杆的安全应用及推广具有十分重要的意义。

但市面上还没有扩大头锚杆抗拔模拟试验装置。

发明内容

为克服背景技术中存在的缺陷，本申请实施例提供一种扩大头锚杆周围土体应力应变模拟试验装置。

本实用新型采用的技术方案是：

本申请实施例提供一种扩大头锚杆周围土体应力应变模拟试验装置，所述装置包括试验箱和扩大头锚杆模型；

所述扩大头锚杆模型包括管状的锚固段模型和杆状的自由段模型，所述自由段模型外同轴固定套设有第一套管，且所述锚固段模型固定套设在所述套管的左端上；

所述试验箱包括箱体，所述箱体的顶面开设有用于填入土体的开口，所述开口配有密封用的盖板，所述盖板覆盖在所述箱体的顶面上；所述箱体上架设有第一反力架，所述第一反力架上设有垂直向下延伸以向所述盖板加载施压的第一伺服液压加载装置，且所述第一伺服液压加载装置的底端与所述盖板上表面接触；

所述箱体内填埋有土体，所述箱体的左侧设有第二反力架，所述箱体的右侧设有第三反力架，所述箱体的左侧面上设有第一通孔，所述箱体的右侧面上设有第二通孔，且所述第一通孔和所述第二通孔的中心轴相重合；

所述扩大头锚杆模型自所述第二通孔沿所述第二通孔的中心轴方向水平穿设至所述箱体内，且所述锚固段模型埋设于所述土体的正中间，所述第一套管分隔所述土体和所述自由段模型，所述自由段模型的右端水平贯穿所述第二通孔和所述第三反力架；所述自由段模型的右端连接有用于水平牵拉所述扩大头锚杆模型的第二伺服液压加载装置；所述自由段模型的右端还连接有用于测量所述扩大头锚杆模型所受水平拉力大小的拉压力传感器和用于测量所述自由段模型的弹性位移信息的第一位移计；

所述锚固段模型的左端与金属丝的右端相连，所述金属丝的左端依次贯穿所述第一通孔和所述第二反力架，且所述金属丝的左端与用于测量所述扩大头锚杆模型的水平位移信息的第二位移计相连，且所述金属丝上还套设有用于隔离所述金属丝和所述土体的第二套管；

所述锚固段模型的中心点所在的竖直平面和水平平面内的土体上等间距布设有若干个用于探测土压力信息的土压力盒，且各土压力盒均与数据采集仪信号相连，以收集所述土体的土压力信息；

所述数据采集仪与控制器信号相连，以将所述土压力信息输送给所述控制器；

所述第一位移计和所述第二位移计分别与所述控制器信号相连，以分别将检测到的所述弹性位移信息和所述水平位移信息输送给所述控制器；