[发明专利]一种筋体拉拔试验系统及方法

说明书

本发明涉及一种筋体拉拔试验系统及方法，包括：固定件：用于对筋体的一侧端部进行固定；加载件：用于对穿过有筋体的试件施加沿筋体轴线方向的荷载；转动角度测量装置：包括能够与试件固定的承载环，承载环的一侧端面固定有底盘，承载环设有缺口，底盘在缺口位置处设有指针，底盘与转动件转动连接，转动件伸入承载环内部，转动件外周同轴固定有刻度盘，转动件内部滑动连接有用于与筋体锁紧的锁紧件，本发明的试验系统能够在拉拔试验进行的同时对筋体的转动角度进行测量。

技术领域

本发明涉及岩土锚固试验设备技术领域，具体涉及一种筋体拉拔试验系统及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

目前，岩土锚固技术广泛应用于边坡、基坑、隧道等地下工程，锚固界面的粘结力学特性直接影响地下工程的支护水平。20世纪70年代，Fuller和Cox首先对钢筋与注浆材料的粘结力学性能展开研究。20世纪90年代以后，由于岩土锚固等技术的广泛应用，大量学者开始针对筋体-灌浆体界面力学特性以及不同影响因素进行试验和理论研究。发明人发现，其中在研究多数针对单根钢筋或钢绞线在拉拔过程中的应力和轴向位移等变量的关系研究，没有涉及筋体拉拔过程中自身的旋转角度测定。事实上，在锚杆筋体为钢绞线时，其锚杆筋体与灌浆体界面并非沿拉拔轴向产生剪切滑移，而是沿着钢绞线钢丝方向产生一定的旋转角度。越来越多的研究发现，锚杆拉拔过程中，锚杆筋体的旋转现象是筋体-灌浆体界面产生剪胀行为的重要因素，将对锚杆失效演化机制产生影响。并且，如果没有准确考虑锚杆筋体的旋转行为，锚杆承载力设计结果将与实际情况产生偏差，同时对于钢绞线从水泥灌浆体中拔出时的受力机制有一定影响。另外，在锚杆失效过程中，“解绑”旋转使得锚杆筋体内部出现扭转内应力，影响界面摩擦力方向，存在一定的工程事故风险。

现阶段对岩土锚固技术展开了室内试验、现场测试和质量检测等相关研究与检测，但发明人发现，对于筋体拉拔过程中的角度测量仍未得到足够的重视，相关试验未见在筋体拉拔过程中旋转角度的测量。

如果能够在钢绞线拉拔过程中利用力传感器和某种装置直接测出钢绞线在拉拔过程中受到拉力的大小和旋转的角度是最为理想的方法。但是发明人发现，存在的问题是，拉拔过程中荷载太大，直接采用测量装置，对测量角度的装置抵抗荷载能力要求较高。因此，鉴于目前尚未得出钢绞线在拉拔过程中角度的变化规律，亟待需要一种安全可靠，施工方便的装置与测量方法，测得旋转角的变化规律。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种筋体拉拔试验系统，能够有效测得筋体在拉拔过程中转动角度，为测量筋体-灌浆体截面力学特性的研究提供更加精细化的数据。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明的实施例提供了一种筋体拉拔试验系统，包括：

固定件：用于对筋体的一侧端部进行固定；

加载件：用于对穿过有筋体的试件施加沿筋体轴线方向的荷载；

转动角度测量装置：包括能够与试件固定的承载环，承载环的一侧端面固定有底盘，承载环设有缺口，底盘在缺口位置处设有指针，底盘与转动件转动连接，转动件伸入承载环内部，转动件外周同轴固定有刻度盘，转动件内部滑动连接有用于与筋体锁紧的锁紧件。

结合第一方面，本发明的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，还包括荷载测量件，用于检测加载件对试件施加的荷载。

结合第一方面，本发明的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，还包括位移测量件，用于检测筋体和试件的相对位移。

结合第一方面，本发明的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述转动件采用转筒，转筒与底盘转动连接，所述转筒的外筒面与连杆的一端固定连接，连杆的另一端与刻度盘的内侧面固定连接，转筒的内筒面与锁紧件滑动连接，锁紧件能够沿转筒轴线滑动。