[发明专利]一种化学锚栓高温拉拔试验装置及其方法

权利要求书

1.一种化学锚栓高温拉拔试验装置，包括混凝土试块(10)、包埋在混凝土试块(10)中的化学锚栓(20)、加热装置(30)以及拉拔装置(40)；所述化学锚栓(20)包括锚栓(21)和化学锚固胶(22)，所述混凝土试块(10)中开设有供锚栓(21)穿入的锚栓孔(11)；所述锚栓(21)与锚栓孔(11)之间通过化学锚固胶(22)黏接固定；其特征在于，所述加热装置(30)包括温度控制器(31)、电热丝(32)和热电偶(33)；所述锚栓(21)内开设有沿其轴向延伸的空腔(21.1)，所述电热丝(32)均匀地布置在所述空腔(21.1)内，所述热电偶(33)的温度探测端伸入锚栓孔(11)内；所述电热丝(32)通过导电线(34)与温度控制器(31)的电流输出端口的连接，所述热电偶(33)的信号输出端通过信号线(35)与所述温度控制器(31)的信号控制端口连接，通过所述加热装置(30)对锚栓(21)的温度进行伺服控制。

2.根据权利要求1所述的化学锚栓高温拉拔试验装置，其特征在于，所述锚栓(21)的上端开有与空腔(21.1)连通的开口，所述锚栓(21)的下端封闭；所述锚栓(21)的上端从所述混凝土试块(10)的上表面向上伸出，所述锚栓(21)的下端从所述混凝土试块(10)底面向下伸出，所述锚栓(21)上端的开口通过堵头(21.3)密封，所述导电线(34)穿过堵头(21.3)伸入空腔(21.1)内与所述电热丝(32)连接，所述锚栓(21)的下端与所述拉拔装置(40)连接。

3.根据权利要求1或2所述的化学锚栓高温拉拔试验装置，其特征在于，所述空腔(21.1)内填充有氧化镁粉。

4.根据权利要求1或2所述的化学锚栓高温拉拔试验装置，其特征在于，所述拉拔装置(40)包括反力架(41)、穿心千斤顶(42)、拉力传感器(43)和千分表(44)；所述锚栓(21)的下端固定在所述反力架(41)上，所述穿心千斤顶(42)布置在所述反力架(41)的下方且与所述锚栓(21)的下端连接，所述拉力传感器(43)安装在锚栓(21)的下端采集锚栓(21)承受的拉力大小，所述千分表(44)与所述反力架(41)连接采集锚栓(21)的位移变化。

5.根据权利要求4所述的化学锚栓高温拉拔试验装置，其特征在于，所述空腔(21.1)内填充有氧化镁粉。

6.一种利用权利要求5所述的化学锚栓高温拉拔试验装置对化学锚栓进行拉拔性能试验的方法，其特征在于，包括步骤：

S1：取多个相同规格的锚栓(21)，并在每个锚栓(21)内开设空腔(21.1)，利用模具制作多个规格相同的混凝土试块(10)，并在每个混凝土试块(10)中开设锚栓孔(11)，每个混凝土试块(10)中的锚栓孔(11)的外周均匀预埋数个热电偶(33)；

S2：取一根锚栓(21)安装至混凝土试块(10)的锚栓孔(11)内，并灌入化学锚固胶(22)进行锚固；

S3：待化学锚固胶(22)达到设计强度后，启动穿心千斤顶(42)，施加预紧力进行预加载并维持拉力；

S4：通过温度控制器(31)加热锚栓(21)至预定温度T，增加穿心千斤顶(42)的拉力直至化学锚栓(20)破坏，对拉力传感器(43)和千分表(44)的数据均进行全程实时记录，生成拉力传感器(43)采集到的荷载N和千分表(44)采集到的位移D的拉力位移N-D曲线，取拉力位移N-D曲线峰值处的拉力为极限承载力N_T，峰值处的位移为极限滑移量D_T；

S5：根据公式(1)计算在预定温度T下化学锚栓(20)的黏聚力：

式中，为化学锚栓的黏聚力；d为破坏面直径；l_ef为锚栓在混凝土试块内的锚固长度；

S6：另取锚栓(21)和混凝土试块(10)按照上述步骤在不同温度下进行拉拔试验得到在不同温度下化学锚栓黏聚力和极限滑移量D_T；分别绘制化学锚栓的黏聚力与温度的关系曲线和极限滑移量与温度的关系曲线。