[实用新型]一种模拟冻融循环下的锚杆拉拔试验装置

说明书

一种模拟冻融循环下的锚杆拉拔试验装置由底部支座、外壳、垫板、加热装置、液压缸、手摇泵、连接器、冷冻循环泵、冷冻管组成。本装置通过冷冻加热装置对冻土模拟冻融循环状态，同时在冻融循环作用下测试锚杆的拉拔力。本实用新型结构设计合理、有效，在满足试验要求的同时，操作简单，并且大大降低了成本。

技术领域

该实用新型涉及冻土锚杆力学分析领域，具体来说，涉及的是一种冻融循环状态下的拉拔试验装置。

背景技术

现在我国处于基础建设快速发展的阶段，铁路，公路等都在高速发展，并且我国资源开采以煤炭开采为主，锚杆支护可以有效的控制地下建筑的变形，提高围岩的稳定性，对于锚杆的拉拔力检测可以为支护理论提供数据分析。随着工程的发展，我国西藏等地区的冻土层的问题逐渐显现，对工程的要求逐渐苛刻，尤其是由于季节性冻土层的冻融循环，冻土层的变化非常之大，现在的拉拔试验大多都在常温条件下进行，由于冻融的影响，拉拔试验结果必定差距很大。世界冻土面积占全部陆地面积的四分之一，我国主要是以季节性冻土为主，季节性冻土约占我国实际国土面积的一半左右，而我国永久性冻土较少。我国西藏、新疆、内蒙古以及大兴安岭等地均有大面积的季节性冻土现象，因此在这种地区进行施工时必须考虑到冻土的危害：冻胀和融沉。这两种危害会导致地质变化，对建筑物以及工程施工等都有较大的影响，为了确保施工的安全性和可靠性，所以对冻土层锚杆的力学性质检测就显得尤为重要。拉拔试验从本质上来说是一种摩擦力的作用，是一个重要的试验方法来对载荷传递机理来进行研究，用施加应力的方法，使锚杆与岩土之间互相结合，进而用摩擦力来抵抗外力的影响。

由于现场条件的复杂性、参数的多变性、试验成本非常昂贵，且不易控制变量，并且由于冻土层地区存在的交通不便，不宜现场试验。该装置可以节约成本，控制参数、可在室内进行试验。所以采用在室内使用该装置进行试验的方法，通过测得的拉拔力变化来分析过冻融循环状态下冻土锚杆的力学性能。

发明内容

该实用新型通过模拟冻融循环状态，测试锚杆拉拔力，检测在冻融循环状态下，不同温度锚杆的拉拔力状态，针对现有技术上存在的一些不足，寻找解决问题的方法。

为了实现上述目的，提供一种模拟冻融循环下的锚杆拉拔试验装置，该装置可以控制冻土层材料的温度，可以对不同温度下冻土锚杆进行试验，模拟锚杆在实际情况中随着温度变化的工作环境，并且试验数据可以作为冻土层锚杆拉拔力的分析数据。该装置可以供室内使用，操作简单，安全，成本低，解决现在的不足。

所述装置包括底部支座、外壳、垫板、连接器、液压缸、手摇泵、加热装置、内壳、固定脚、锚杆、圆口、上凹槽、固定插板、固定插口、固定L型片、下凹槽、冷冻管、冷冻循环泵、托板。

该实用新型先进行冻融循环，模拟实际工作环境，再通过控制温度的变化，进行拉拔试验，以分析不同温度下的冻土层锚杆的拉拔力；

进一步地，该装置所述的内壳内部填充的冻土层材料形状可以为正方体或长方体，放入冻土材料后，使用螺旋钻机从圆口处打入锚杆，锚杆打入时不宜过深，防止由于融沉现象导致锚杆触底；

进一步地，在内壳和外壳之间放置冷冻管，本实验装置冷冻管内为氯化钙溶液，通过低温氯化钙溶液吸收冷冻管外的热量，使内壳的冻土层材料冻结，经回流的液体在冷冻循环泵作用下循环冷却使用；

进一步地，所述的加热装置通过上凹槽与内壳连接后用固定L型片固定，加热装置的外边缘用隔热棉材料制成，防止热量从四周散失，使热量集中于内部；

进一步地，冷冻循环泵工作两小时，加热装置工作一小时，一个冻融循环为三小时，进行50次循环为拉拔试验做准备；

进一步地，该装置底部支座设有托板，便于移动装置；

进一步地，所述的锚杆也可以替换成锚索，均可检测其锚固力；锚杆中部用连接器进行固定，同时连接器还需要连接垫板和液压缸两个部分；