[发明专利]测试腐蚀蠕变条件下锚固岩体内外变形特征的装置及方法

权利要求书

1.一种测试腐蚀蠕变条件下锚固岩体内外变形特征的装置，其特征在于：包括测试锚固岩体化学腐蚀用的模拟装置以及检测装置，所述模拟装置包括用于盛放试样以及锚杆（4）的试样模具、用于固定试样的围压板（2）以及用于导入酸性腐蚀溶液的酸溶液导管（3）；检测装置包括应变片（5）、电阻应变仪（6）、数据采集装置（8）以及数据处理装置（7），所述应变片（5）预埋在试样内部以及锚杆（4）上，且应变片（5）与电阻应变仪（6）连接，电阻应变仪（6）、数据采集装置（8）均与数据处理装置（7）连接；

所述酸溶液导管（3）垂直插入在试样内部以及锚杆（4）的上方；

通过对锚杆（4）和试样的不同位置、不同程度地进行腐蚀，使试样性能劣化，然后将试样放在蠕变试验机对性能逐渐劣化的试样进行蠕变试验；

在试样表面喷涂散斑图，利用数据采集装置（8）对试样表面的散斑图进行全程拍摄，实现试块表面应变的全断面测量；所述数据处理装置（7）根据电阻应变仪（6）测量的应变特征信息生成应变随时间变化的数据曲线图，数据处理装置（7）根据拟合的数据曲线图的特征以及对该散斑图的后期处理，测试出化学腐蚀-蠕变条件下试样内外的变形特征；

其方法，包括以下步骤：

S1：将岩石相似材料按照预定的比例要求配制成试样，并搅拌均匀，在配制试样的同时，在锚杆（4）上均匀涂抹锚固剂，然后在锚杆（4）上以及试样内部预埋应变片（5），并利用导线将应变片（5）与电阻应变仪（6）连接起来；

S2：将步骤S1中搅拌均匀的试样分次倒入试样模具中；

S3：在锚杆（4）上方以及试样内部垂直插入酸溶液导管（3）；

S4：将步骤S3中制作好的试样模具放在常温状态下湿护12-48h，之后将试样模具脱除，并将脱模后的试样放入恒温养护箱以60-80C°养护36-72h；

S5：在步骤S4中养护好的试样的左右两侧以及背面加上围压板（2），试样左右两侧的围压板（2）通过螺丝（10）紧固、试样背面的围压板（2）通过螺母与锚杆（4）旋紧；

S6：在步骤S5中的试样正面的锚杆（4）上加上垫片（9）并利用螺母固定；

S7：在酸溶液导管（3）中加入酸溶液对步骤S6中的试样进行腐蚀，然后在试样表面喷涂散斑图，并通过数据采集装置（8）对散斑图进行采集；

S8：将电阻应变仪（6）、数据采集装置（8）与数据处理装置（7）组装好，并进行调试；

S9：将步骤S7中的试样放在蠕变试验机中进行恒力加载试验，利用提前预埋好的应变片（5）对试样内部的应变现象进行检测，并通过电阻应变仪（6）以及数据处理装置（7）处理，得出应变随时间变化的数据曲线图；

S10：在蠕变试验机开始工作时，利用数据采集装置（8）对试样表面的散斑图进行采集，根据拟合的数据曲线图像特征以及对该散斑图的后期处理，测试化学腐蚀-蠕变条件下试样内外的变形特征。

2.根据权利要求1所述的测试腐蚀蠕变条件下锚固岩体内外变形特征的装置，其特征在于：所述试样模具的前后两个侧壁上分别对应开设有与锚杆（4）相匹配的穿孔Ⅰ，锚杆（4）的两端分别穿过相对应的穿孔Ⅰ并通过螺母固定。

3.根据权利要求2所述的测试腐蚀蠕变条件下锚固岩体内外变形特征的装置，其特征在于：所述试样模具同一侧壁上的穿孔Ⅰ的数量均为5个，其中有2个穿孔Ⅰ位于侧壁的下部1/4处、且水平对称设置，有1个穿孔Ⅰ位于侧壁的中心处，剩余2个穿孔Ⅰ位于侧壁的上部3/4处、且水平对称设置。

4.根据权利要求1或3所述的测试腐蚀蠕变条件下锚固岩体内外变形特征的装置，其特征在于：所述围压板（2）固定在试样的左右两侧以及背面，且位于试样左右两侧的围压板（2）上设有用于穿入螺丝（10）的孔洞，以固定试样以及围压板（2）自身，位于试样背面的围压板（2）上开设有与锚杆（4）相匹配的穿孔Ⅲ。

5.根据权利要求4所述的测试腐蚀蠕变条件下锚固岩体内外变形特征的装置，其特征在于：所述锚杆（4）的一端穿过试样背面围压板（2）上的穿孔Ⅲ并通过螺母固定、另一端位于试样的正面且与所连接的螺母之间设有垫片（9）。