土遺址錨固室內(nèi)試驗系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及文物保護中土遺址加固的錨固【技術領域】，具體涉及一種土遺址錨固室內(nèi)試驗系統(tǒng)。試驗裝置主要由錨固系統(tǒng)、與錨固系統(tǒng)連接的加載裝置，以及與錨固系統(tǒng)和加載裝置連接的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和處理系統(tǒng)。該裝置可用于土遺址中錨桿應力分布情況的系統(tǒng)研究，同時又考慮了錨桿長度、錨桿直徑、桿體表面狀態(tài)以及灌漿體強度等因素對錨固力的影響的土遺址錨固系統(tǒng)，對于錨桿錨固理論在土遺址保護中的應用研究具有重要的意義。該試驗系統(tǒng)可用于文物保護工程中全長粘結型錨桿及相應錨固系統(tǒng)力學行為和工作機制的試驗研究中。
【專利說明】土遺址錨固室內(nèi)試驗系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及文物保護中土遺址加固的錨固【技術領域】，具體涉及一種土遺址錨固室內(nèi)試驗系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]錨固技術通常應用于邊坡支護和巖土工程中，對高邊坡支護和巖體穩(wěn)定的安全施工起到了重要作用。近幾年，錨桿錨固技術也逐漸被應用于文物保護工程土遺址保護方面。我國古代土遺址土體松散、強度低、孔隙率大，由于年代久遠，大部分都產(chǎn)生嚴重的開裂，最終導致坍塌破壞。錨桿錨固技術是加固土遺址的重要方法.可以有效地提高土遺址的穩(wěn)定性。土遺址錨桿錨固主要是指遺址本體在失去一定的粘聚力而局部失穩(wěn)，通過錨桿給失穩(wěn)本體新的連接力的技術措施.遺址本體可依賴錨桿連接提高本體的整體穩(wěn)定性。這種工藝技術方便、簡介、隱蔽性好、強度提高較明顯，是遺址本體保護工程的重要技術措施之一。
[0003]目前，錨固技術在土遺址加固保護中得到廣泛應用，取得了不少成果。但由于文物本身破壞的不同和工程技術條件復雜多變，而錨桿又深埋在土體中，給錨桿力學行為及錨固機理的研究帶來了很大困難。錨桿拉拔試驗是該問題研究中的主要試驗方法，至今仍被廣泛采用。以往的的土遺址的錨桿試驗大多集中在對錨桿錨固力的研究上，僅考慮錨固長度和灌漿體強度對錨固力的影響。資料顯示，錨固力的大小與錨桿長度、鉆孔直徑、錨桿直徑、灌漿體強度、桿體表面狀態(tài)和傾斜角度都有關系。因此開發(fā)一種可用于土遺址中錨桿應力分布情況的系統(tǒng)研究，同時又考慮了錨桿長度、錨桿直徑、桿體表面狀態(tài)以及灌漿體強度等因素對錨固力的影響的土遺址錨固系統(tǒng)，對于錨桿錨固理論在土遺址保護中的應用研究具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述存在問題，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于全長粘結型錨桿及相應錨固系統(tǒng)力學行為和工作機制試驗研究的土遺址錨固室內(nèi)試驗系統(tǒng)。本發(fā)明通過如下技術方案實現(xiàn)上述目的。
[0005]本發(fā)明提供一種土遺址錨固室內(nèi)試驗系統(tǒng)，包括錨固系統(tǒng)、與錨固系統(tǒng)連接的加載裝置以及與錨固系統(tǒng)和加載裝置連接的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。所述錨固系統(tǒng)包括PVC管、夯土層、漿體和測試錨桿；所述PVC管中填充有夯土層，夯土層的中心注有漿體，夯土層和漿體之間通過錨固劑連接，漿體的中心設置有孔，孔中設置有測試錨桿。所述加載裝置包括設置于PVC管頂端的護層鋼板、油栗、與油栗連接的液壓油缸以及設置于測試錨桿端部的錨具。所述數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)包括設置于液壓油缸與錨具之間的應力傳感器、與應力傳感器相連接的位移測量裝置、與應力傳感器和位移測量裝置相連接的數(shù)顯儀、附著于測試錨桿上的應變片、與應變片相連接的應變電阻導線、設置于護層鋼板與液壓油缸之間的導線導出支座、與應變電阻導線相連接的數(shù)據(jù)采集儀以及與數(shù)據(jù)采集儀相連接的計算機。
[0006]本發(fā)明還可以通過以下技術方案進一步改進。[0007]優(yōu)選的，所述PVC管、夯土層、漿體和測試錨桿的中心線位于同一平面中。
[0008]優(yōu)選的，所述錨具為套筒式錨具。
[0009]優(yōu)選的，所述位移測量裝置包括位移支架、位移測量儀、位移支座以及與應力傳感器連接的磁性表座。
[0010]優(yōu)選的，所述PVC管、夯土層、漿體、測試錨桿、護層鋼板、液壓油缸以及錨具的中心線位于同一平面內(nèi)，且沿測試錨桿的軸線安裝。
[0011]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果如下:
[0012](I)在測試錨桿上附著應變片，并將與應變片相連接的應變電阻導線通過導線導出支座連接在數(shù)據(jù)采集儀上，成功的解決了應變片的導線引出問題。
[0013](2)測試錨桿拉拔過程中，液壓油缸對測試錨桿作用的錨固力及其所產(chǎn)生的位移通過應力傳感器和位移測量裝置反映到數(shù)顯儀中讀數(shù)并記錄，同時應變片將測試錨桿產(chǎn)生的應變傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集儀中，并通過計算機的控制和分析軟件將錨桿拉拔過程中的荷載及應變進行實時顯示，通過數(shù)據(jù)處理能夠清楚地反映出整個試驗過程中的荷載及應變等力學性能的變化情況。
[0014](3)整個加載裝置都是套筒式的，能夠很直觀的測量不同直徑的錨桿的錨固性能，從而能反映出不同直徑的錨桿錨固的力學性能變化情況。
[0015](4)加載裝置中的端部錨具通過夾片將測試錨桿緊緊夾住，并通過位移測量裝置將錨桿拉拔過程中的端部位移清楚地反映出來，有效地解決了試驗過程中的端部位移問題。
[0016](5)整個試驗系統(tǒng)通過油栗產(chǎn)生的液壓作用到液壓油缸上產(chǎn)生的拉張荷載作用在測試錨桿上，操作簡便，且預應力損失較小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明一種實施例的平面結構示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明一種實施例的立體結構示意圖。
[0019]圖中1.PVC管，2.夯土層，3.漿體，4.測試錨桿，5.護層鋼板，6.液壓油缸，7.錨具，8.應力傳感器，9.應變片，10.應變電阻導線，11.導線導出支座12.磁性表座，13.位移支架，14.位移測量儀，15.位移支座，16.數(shù)據(jù)采集儀，17.數(shù)顯儀，18.油栗，19.計算機。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0021]實施例:
[0022]如圖1、圖2所示，本例土遺址錨固室內(nèi)試驗系統(tǒng)包括錨固系統(tǒng)、加載裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和處理系統(tǒng)。
[0023]錨固系統(tǒng)包括用于制作試樣材料的圓柱狀PVC管1、夯土層2、漿體3和測試錨桿
4。所述加載裝置包括設置于PVC管I頂端的護層鋼板5、油栗18、與油栗18連接的液壓油缸6以及設置于測試錨桿4端部的錨具7，所述7錨具為套筒式錨具。所述數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)包括設置于液壓油缸6與錨具7之間的應力傳感器8、與應力傳感器8相連接的位移測量裝置、與應力傳感器8和位移測量裝置相連接的數(shù)顯儀17、附著于測試錨桿4上的應變片9、與應變片9相連接的應變電阻導線10、設置于護層鋼板5與液壓油缸6之間的導線導出支座11、與應變電阻導線10相連接的數(shù)據(jù)采集儀14以及與數(shù)據(jù)采集儀14相連接的計算機19ο
[0024]在PVC管I中用夯土層2填充，在夯土層2的中心注入漿體3，夯土層2和漿體3之間用錨固劑連接，漿體3凝固后在PVC管I的中心打孔，將測試錨桿4插入孔中。其中，夯土層2采用土遺址的原狀土樣人工夯實；漿體3材料為按照一定配比的測試漿液；測試錨桿4可選擇不同直徑的白蠟桿、楠竹錨桿、楠竹加筋復合錨桿等土遺址加固用錨桿。在PVC管I的頂端加護層鋼板5，確保試件上部的夯土層2平整；在護層鋼板5上加導線導出支座11，使試件中與應變片9連接的應變電阻導線10引出與數(shù)據(jù)采集儀16相連接；再在導線導出支座11上加液壓油缸6，液壓油缸6的另一端與應力傳感器8相連接，在應力傳感器8的上端加套筒式錨具7，并用夾片將錨具7與測試錨桿4緊緊粘結在一起。PVC管1、夯土層2、漿體3、測試錨桿4、護層鋼板5、液壓油缸6以及錨具7的中心線位于同一平面內(nèi)，且沿測試錨桿4的軸線安裝。應力傳感器8置于液壓油缸6與端部錨具7之間，保持與液壓油缸6在同一中心線上，兩端與液壓油缸6和端部錨具7緊貼。位移測量裝置包括磁性表座12、位移支架13、位移測量儀14和位移支座15，磁性表座12與應力傳感器8緊貼，位移測量儀14與位移支座15保持垂直，確保位移讀數(shù)的準確。位移測量儀14和應力傳感器共同與數(shù)顯儀17連接，通過手動操作油栗18使液壓油缸6對測試錨桿4施加拉拔力，通過應力傳感器8和位移測量儀14產(chǎn)生的拉拔力大小及其位移通過數(shù)顯儀17讀數(shù)并記錄。在測試錨桿4的錨固端間隔一定距離粘貼應變片9，將與應變片9連接的應變電阻導線10通過導線導出支座11引出與數(shù)據(jù)采集儀16連接。數(shù)據(jù)采集儀16連接計算機19，通過計算機中的控制分析軟件控制并記錄拉拔力的大小，并對加載過程實時監(jiān)控測試錨桿4的應力和應變量。
[0025]以上所述之【具體實施方式】為本實用新型的較佳實施方式，并非以此限定本實用新型的具體實施范圍，本實用新型的范圍包括并不限于本【具體實施方式】，凡依照本實用新型之形狀、結構所作的等效變化均在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種土遺址錨固室內(nèi)試驗系統(tǒng)，其特征在于:包括錨固系統(tǒng)、與錨固系統(tǒng)連接的加載裝置以及與錨固系統(tǒng)和加載裝置連接的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)； 所述錨固系統(tǒng)包括PVC管(I)、夯土層(2)、漿體(3)和測試錨桿(4);所述PVC管(I)中填充有夯土層(2 )，夯土層(2 )的中心注有漿體(3 )，夯土層(2 )和漿體(3 )之間通過錨固劑連接，漿體(3)的中心設置有孔，孔中設置有測試錨桿(4)； 所述加載裝置包括設置于PVC管(I)頂端的護層鋼板(5)、油栗(18)、與油栗(18)連接的液壓油缸(6)以及設置于測試錨桿(4)端部的錨具(7)； 所述數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)包括設置于液壓油缸(6)與錨具(7)之間的應力傳感器(8)、與應力傳感器(8)相連接的位移測量裝置、與應力傳感器(8)和位移測量裝置相連接的數(shù)顯儀(17)、附著于測試錨桿(4)上的應變片(9)、與應變片(9)相連接的應變電阻導線(10)、設置于護層鋼板(5)與液壓油缸(6)之間的導線導出支座(11)、與應變電阻導線(10)相連接的數(shù)據(jù)采集儀(16)以及與數(shù)據(jù)采集儀(16)相連接的計算機(19)。
2.根據(jù)權利要求1所述的土遺址錨固室內(nèi)試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述PVC管(I)、夯土層(2 )、漿體(3 )和測試錨桿(4 )的中心線位于同一平面中。
3.根據(jù)權利要求1所述的土遺址錨固室內(nèi)試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述錨具(7)為套筒式錨具。
4.根據(jù)權利要求1所述的土遺址錨固室內(nèi)試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述位移測量裝置包括位移支架(13)、位移測量儀(14)、位移支座(15)以及與應力傳感器(8)連接的磁性表座(12)。
5.根據(jù)權利要求1?4任一項所述的土遺址錨固室內(nèi)試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述PVC管(I)、夯土層(2)、漿體(3)、測試錨桿(4)、護層鋼板(5)、液壓油缸(6)以及錨具(7)的中心線位于同一平面內(nèi)，且沿測試錨桿(4)的軸線安裝。
【文檔編號】G01N3/10GK203606228SQ201320693300
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月5日 優(yōu)先權日:2013年11月5日
【發(fā)明者】張景科, 諶文武, 和法國, 陳鵬飛 申請人:蘭州大學