[发明专利]用于锚索预应力传递规律研究的试验装置及其工作方法

说明书

本发明公开了用于锚索预应力传递规律研究的试验装置及其工作方法，试验装置包括锚索赋存环境模拟组件、锚索模拟及加载组件、锚索张拉过程监测组件；其工作方法包括以下步骤：S1、在钢筒内填充砂浆模拟材料；S2、对钢筒内的锚索对中架之间的距离进行调整；S3、用液压伺服千斤顶对锚索模拟材料进行牵拉；S4、通过单孔穿心传感器、锚索轴力穿心传感器、磁通量传感器测量锚索模拟材料各部位的锚索轴力值；S5、计算得到锚索模拟材料的摩阻力损失；S6、配置不同配合比的砂浆模拟材料、多次调整锚索对中架之间的距离、更换不同型号的单孔穿心传感器以及锚索轴力穿心传感器，重复步骤S1～S5，得到不同的锚索模拟材料摩阻力损失数据，完成试验操作。

技术领域

本发明涉及岩土工程锚固领域，尤其涉及用于锚索预应力传递规律研究的试验装置及其工作方法。

背景技术

锚索目前在水利水电工程中大量应用，但是其理论研究远远落后于实际工程应用，锚索在牵拉过程中作用在锚索上的牵拉力逐渐减小，但是目前锚索的作用机理以及预应力的传递规律还不是很明确，因此，有必要对锚索的预应力传递规律进行试验研究。

发明内容

本发明目的是针对上述问题，提供一种结构简单、可以测量锚索预应力传递规律的用于锚索预应力传递规律研究的试验装置及其工作方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

用于锚索预应力传递规律研究的试验装置，所述试验装置包括锚索赋存环境模拟组件、锚索模拟及加载组件、锚索张拉过程监测组件；

所述锚索赋存环境模拟组件包括呈空心圆柱状的钢筒，钢筒内填充有砂浆模拟材料；

所述锚索模拟及加载组件包括锚索模拟材料、锚索对中架、液压伺服千斤顶，锚索模拟材料有四根且四根锚索模拟材料均横向贯穿钢筒，锚索模拟材料两端连接液压伺服千斤顶，锚索对中架有两个且对称设置在钢筒内，锚索对中架侧面设置有连接凹槽并通过连接凹槽与四根锚索模拟材料卡合连接，两个锚索对中架之间的锚索模拟材料捆扎在一起；

所述锚索张拉过程监测组件包括单孔工具锚、单孔穿心传感器、锚索轴力穿心传感器、工作锚盘、磁通量传感器，单孔工具锚、工作锚盘均固定连接在锚索模拟材料上且单孔工具锚、工作锚盘均位于液压伺服千斤顶与钢筒之间；单孔工具锚与工作锚盘之间设置有套接在锚索模拟材料外侧的单孔穿心传感器，工作锚盘与钢筒之间设置有套接在锚索模拟材料外侧的锚索轴力穿心传感器，磁通量传感器设置在锚索模拟材料上且磁通量传感器位于锚索对中架两侧。

进一步的，所述钢筒包括上半钢筒、下半钢筒、左侧反力板、右侧圆板，上半钢筒、下半钢筒、左侧反力板、右侧圆板均通过螺栓连接构成一个密封的圆柱腔体。

进一步的，所述锚索模拟材料为钢绞线。

一种用于锚索预应力传递规律研究的试验装置的工作方法，包括以下步骤：

S1、在钢筒内填充砂浆模拟材料；

S2、对钢筒内的锚索对中架之间的距离进行调整，从而实现对锚索模拟材料与锚索对中架之间形成的纺锤体的大小进行控制；

S3、用液压伺服千斤顶对锚索模拟材料进行牵拉；

S4、通过单孔穿心传感器测量锚索模拟材料位于单孔工具锚、工作锚盘之间的锚固轴力值；通过锚索轴力穿心传感器测量锚索模拟材料位于工作锚盘、钢筒之间的钢筒外锚索轴力值；通过磁通量传感器测量钢筒内锚索轴力值；

S5、通过对锚索模拟材料牵拉过程中的锚固轴力值、钢筒外锚索轴力值、钢筒内锚索轴力值的变化进行计算，得到锚索模拟材料的摩阻力损失；