[发明专利]一种可施加预应力的锚杆相似模型装置及使用方法

权利要求书

1.一种可施加预应力的锚杆相似模型装置，其特征在于，包括光杆，光杆一端设置锚定管，另一端设置预紧锚固端头，预紧锚固端头包括支撑架、反力架和预紧螺栓，支撑架设于光杆的环向，反力架与支撑架固定，预紧螺栓的一端通过拉力计与光杆穿过支撑架的一端连接，预紧螺栓的另一端穿过反力架设置并设置预紧螺母；

所述预紧螺栓通过连接器与所述的拉力计连接；

拉力计为应变式拉力计；

所述连接器为换向环，换向环为环形框，环形框其中两对立侧分别设置豁口，两豁口的设置方向相反，一侧的豁口用于设置所述的预紧螺栓，另一侧的豁口用于设置所述的拉力计；

所述支撑架为第一十字固定板，第一十字固定板中心设置用于所述光杆穿过的导向孔；

从一侧看，两侧豁口的重合部分为直径大于所述预紧螺栓杆的圆，且第一十字固定板导向孔的圆心与该圆的圆心对齐设置；

通过换向环的设置，可实现拉力计与预紧螺栓的连接，也实现了预紧锚固端头同光杆的连接，还能够有效地消除预紧螺栓可能出现的转动对拉力计的影响；

所述反力架包括第二十字固定板，所述预紧螺栓穿过第二十字固定板中心设定距离后通过所述预紧螺母进行固定；

所述反力架还包括设于第二十字固定板四悬臂的斜向拉片，第二十字固定板的尺寸小于所述支撑架的尺寸，每一斜向拉片分别连接到支撑架，使反力架为四向反力架，且有足够的刚度，能保证预应力施加过程的稳定性，减小锚杆相似模型装置偏心的可能。

2.根据权利要求1所述的一种可施加预应力的锚杆相似模型装置，其特征在于，所述导向孔的两侧分别设置与导向孔相连通的长条孔。

3.根据权利要求1所述的一种可施加预应力的锚杆相似模型装置，其特征在于，所述锚定管外壁涂覆有固定胶，锚定管的直径大于所述光杆的直径。

4.根据权利要求1所述的一种可施加预应力的锚杆相似模型装置，其特征在于，所述光杆用于同所述预紧锚固端头连接的一端为扁平头；

且光杆缠绕有透明胶带，以减小光杆与模型试验箱内周围土体材料的摩擦力。

5.根据权利要求1所述的一种可施加预应力的锚杆相似模型装置，其特征在于，所述锚定管远离光杆端部内侧设置封堵件，封堵件与锚定管内壁粘结设置；

封堵件为用泡沫双面胶卷成的柱体。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种可施加预应力的锚杆相似模型装置的使用方法，其特征在于，包括如下内容：

锚定管涂覆固定胶，并在砂体中滚动，使得砂体附着在锚定管的周侧；

将锚定管和光杆连接，光杆穿过护坡面层、腰梁预留的孔洞；

将组装完成的护坡面层、锚定管和光杆埋入模型试验箱，等待开挖；

当开挖模型试验箱内土体材料至锚杆标高向下一段距离时，将组装完成的预紧锚固端头安装于腰梁，并将拉力计与光杆连接；

转动预紧螺母，带动预紧螺栓上移对光杆施加预应力，通过拉力计外接的应变箱实时监测光杆的预应力变化；

继续开挖至预设深度，并对相应预紧锚固端头的预紧螺栓施加预紧力。