錨索拉拔試驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種錨索拉拔試驗裝置，屬實驗設(shè)備領(lǐng)域。該裝置包括：預(yù)壓裝置、注漿裝置和拉拔裝置；其中，所述注漿裝置由注漿泵和帶側(cè)孔的導(dǎo)漿管組成，所述注漿泵與所述帶側(cè)孔的導(dǎo)漿管連接；所述預(yù)壓裝置內(nèi)設(shè)有土體艙；所述注漿裝置的導(dǎo)漿管的帶側(cè)孔一端設(shè)置在所述預(yù)壓裝置的所述土體艙內(nèi)；所述拉拔裝置設(shè)置在所述預(yù)壓裝置上端，所述拉拔裝置的錨索經(jīng)所述注漿裝置的導(dǎo)漿管伸入到所述預(yù)壓裝置的土體艙內(nèi)。該裝置通過預(yù)壓裝置上設(shè)置注漿裝置和拉拔裝置，經(jīng)注漿裝置可以向預(yù)壓裝置土體內(nèi)艙加壓的土體內(nèi)注漿，通過拉拔裝置進(jìn)行拉拔試驗，可以有效模擬錨索和灌漿體、灌漿體和土體這兩種界面，便于界面參數(shù)研究，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，實驗結(jié)果準(zhǔn)確。
【專利說明】錨索拉拔試驗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及錨索支護【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種錨索拉拔試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在基坑、隧道、礦山巷道及邊坡等巖土工程中錨索支護技術(shù)是最重要的支護方式之一。特別是預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)的出現(xiàn)，通過對錨索提前施加預(yù)應(yīng)力，使灌漿體和周圍巖土體之間產(chǎn)生摩阻力來實現(xiàn)加固的作用，解決了很多復(fù)雜性巖土體的穩(wěn)定問題。但由于我國不同地區(qū)賦存著性質(zhì)各異的土層，如黃土，凍土、軟土等，這些巖土體中錨索錨固段的力學(xué)性質(zhì)參數(shù)差別較大，所以在不同土層中進(jìn)行錨索的拉拔試驗有著重要的科研意義。
[0003]目前華僑大學(xué)研制的一種粘結(jié)錨固拉拔試驗裝置，主要包括自平衡拉拔試驗架、負(fù)荷傳感器和液壓穿孔千斤頂。通過由兩鋼承板和兩組螺栓連桿組合形成一自平衡拉拔試驗架，并利用負(fù)荷傳感器和液壓穿孔千斤頂對試件進(jìn)行拉拔試驗。但該裝置是定圍壓的，不能實現(xiàn)模擬不同深度土層的應(yīng)力情況。還有一種圍壓控制型微型土釘錨桿拉拔試驗裝置，主要包括土槽機構(gòu)、加壓機構(gòu)和應(yīng)變式錨桿拉拔儀。通過加壓機構(gòu)可調(diào)節(jié)土槽周邊的圍壓，用應(yīng)變式馬達(dá)驅(qū)動進(jìn)行拉拔操作。但這種裝置沒有考慮對錨桿拉拔后進(jìn)行鎖定，無法模擬真實情況下預(yù)應(yīng)力的損失；沒有涉及到退錨的技術(shù)要求，傳統(tǒng)的退錨都是采取敲擊或者晃動等措施釋放預(yù)應(yīng)力，容易對錨固段的受力產(chǎn)生影響。
[0004]上述的小型錨索拉拔試驗裝置基本都較簡易，不能將注漿、深部地層應(yīng)力模擬以及鎖定預(yù)應(yīng)力等工序準(zhǔn)確的結(jié)合在一起，所研究的問題也是單一因素下的響應(yīng)，不能對現(xiàn)場復(fù)雜的、各因素相互影響下的多條件工況進(jìn)行模擬，得出的結(jié)果具有一定的局限性，不能反映出真實情況。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種錨索拉拔試驗裝置，能模擬深部地層下錨索及錨固段的受力情況，從而解決現(xiàn)有裝置不能對現(xiàn)場復(fù)雜的、各因素相互影響下的多條件工況進(jìn)行模擬的問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種錨索拉拔試驗裝置，包括:
[0007]預(yù)壓裝置、注漿裝置和拉拔裝置；其中，
[0008]所述注漿裝置由注漿泵和帶側(cè)孔的導(dǎo)漿管組成，所述注漿泵與所述帶側(cè)孔的導(dǎo)漿管連接；
[0009]所述預(yù)壓裝置內(nèi)設(shè)有土體艙；
[0010]所述注漿裝置的導(dǎo)漿管的帶側(cè)孔一端設(shè)置在所述預(yù)壓裝置的所述土體艙內(nèi)；
[0011]所述拉拔裝置設(shè)置在所述預(yù)壓裝置上端，所述拉拔裝置的錨索經(jīng)所述注漿裝置的導(dǎo)漿管伸入到所述預(yù)壓裝置的土體艙內(nèi)。
[0012]本實用新型的有益效果為:通過預(yù)壓裝置上設(shè)置注漿裝置和拉拔裝置，經(jīng)注漿裝置可以向預(yù)壓裝置土體內(nèi)艙加壓的土體內(nèi)注漿，通過拉拔裝置進(jìn)行拉拔試驗，可以有效模擬錨索和灌漿體、灌漿體和土體這兩種界面，便于界面參數(shù)研究，不僅可以模擬深部地層下錨索及錨固段的受力情況，還可作為漿液擴撒、土體破壞面等相關(guān)性課題的試驗平臺。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，實驗結(jié)果準(zhǔn)確。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0014]圖1為本實用新型實施例提供的注漿裝置示意圖；
[0015]圖2為本實用新型實施例提供的設(shè)置拉拔裝置后的錨索拉拔試驗裝置示意圖；
[0016]圖3為本實用新型實施例提供的預(yù)壓裝置示意圖；
[0017]圖4為本實用新型實施例提供的預(yù)壓裝置的加壓塞的示意圖；
[0018]圖5為本實用新型實施例提供的預(yù)壓裝置的密封蓋的示意圖；
[0019]圖6為本實用新型實施例提供的預(yù)壓裝置的底板的示意圖；
[0020]圖7為本實用新型實施例提供的注漿裝置的導(dǎo)漿管的示意圖；
[0021]圖8為本實用新型實施例提供的拉拔裝置的拉拔裝置的示意圖；
[0022]圖9為本實用新型實施例提供的拉拔裝置的鎖定錨具的示意圖；
[0023]圖10為本實用新型實施例提供的拉拔裝置的錨索設(shè)置在張拉錨具與鎖定錨具中的不意圖；
[0024]圖11為本實用新型實施例提供的拉拔裝置的固定桿的示意圖；
[0025]圖12為本實用新型實施例提供的拉拔裝置的活動桿的示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。
[0027]圖1、2所示為本實用新型實施例提供一種錨索拉拔試驗裝置，該裝置包括:預(yù)壓裝置1、注漿裝置2和拉拔裝置3 ；
[0028]其中，注漿裝置2由注漿泵21和帶側(cè)孔的導(dǎo)漿管22組成，注漿泵21與帶側(cè)孔的導(dǎo)漿管22連接；
[0029]預(yù)壓裝置I內(nèi)設(shè)有土體艙15 ；
[0030]注漿裝置2的導(dǎo)漿管22的帶側(cè)孔一端設(shè)置在預(yù)壓裝置的土體艙15內(nèi)；
[0031]拉拔裝置3設(shè)置在預(yù)壓裝置I上端，拉拔裝置3的錨索31經(jīng)注漿裝置3的導(dǎo)漿管22伸入到預(yù)壓裝置I的土體艙15內(nèi)。
[0032]如圖1、3至6所示，上述錨索拉拔試驗裝置中，預(yù)壓裝置I包括:儲土箱11、底板13、加壓塞12、密封圈121、19、密封蓋14、空氣壓縮機17和多個加勁桿18 ；
[0033]其中，儲土箱11設(shè)置在底板13上，密封蓋14設(shè)置在儲土箱11的上端開口上，儲土箱11外的密封蓋14和底板13之間通過多個加勁桿18連接；
[0034]密封蓋14設(shè)有供加壓塞12的后端122穿過并對其導(dǎo)向的導(dǎo)向槽142 (如圖5所示)；
[0035]加壓塞12設(shè)置在儲土箱11內(nèi)，加壓塞12下方的儲土箱11內(nèi)為土體艙15，加壓塞12上方的儲土箱11內(nèi)為加壓艙16 ；
[0036]與儲土箱11內(nèi)壁接觸的加壓塞12的前端外周設(shè)有密封圈121，加壓塞的后端與密封蓋的導(dǎo)向槽接觸處設(shè)有密封圈19 ；
[0037]空氣壓縮機17與儲土箱11內(nèi)的加壓艙16連接，空氣壓縮機17具體通過高壓膠管171和設(shè)置在密封蓋14上的進(jìn)氣閥172與加壓艙16內(nèi)連通。
[0038]如圖4所示，上述預(yù)壓裝置I中，加壓塞12設(shè)有貫通塞體的通孔，加壓塞12外周設(shè)有密封圈121。
[0039]如圖5所示，上述預(yù)壓裝置I中的密封蓋14上設(shè)有加勁桿孔124，如圖6所示，在底板13上設(shè)有加勁桿孔131，密封蓋14上的加勁桿孔124與底板13上的加勁桿孔131相配合，安裝加勁桿18。
[0040]如圖7所示，上述錨索拉拔試驗裝置中，注漿裝置2的帶側(cè)孔的導(dǎo)漿管22由管體(如圖7所示)和側(cè)管221組成；
[0041]管體上布置有大小相同、均勻?qū)ΨQ分布的通孔222 ；
[0042]側(cè)管221設(shè)置在管體上端的側(cè)面，側(cè)管與管體內(nèi)連通，側(cè)管設(shè)有與注漿泵的注漿膠管連通的注漿口。
[0043]如圖8所示，上述錨索拉拔試驗裝置中，拉拔裝置3包括:
[0044]組合式承載支架32、穿心式千斤頂33、墊板34、張拉錨具35、鎖定錨具36和測量儀器37 ；
[0045]組合式承載支架32設(shè)置在預(yù)壓裝置I上，處于預(yù)壓裝置I頂端的上方；
[0046]穿心式千斤頂33設(shè)置在組合式承載支架32上；
[0047]墊板34放置在穿心式千斤頂33的頂端；
[0048]錨索31穿過墊板34和穿心式千斤33，墊板34上方的錨索31上設(shè)置張拉錨具35，穿心式千斤33下方的錨索31上依次設(shè)置鎖定錨具36和測量儀器37 ；
[0049]測量儀器37設(shè)置在組合式承載支架32上。
[0050]如圖8所示,上述組合式承載支架32包括:
[0051]承壓圓盤324、至少三根固定桿321、限位圓盤325、固定圓盤326和至少六根活動桿 322 ；
[0052]其中，各固定桿321均勻分布設(shè)置在預(yù)壓裝置I外周，與預(yù)壓裝置I固定連接；
[0053]承壓圓盤設(shè)置在各固定桿的上端之間，承壓圓盤設(shè)置在各固定桿上，承壓圓盤中間部位設(shè)有供錨索通過的通孔；
[0054]每根固定桿321上端設(shè)置兩根活動桿322、323，活動桿322、323與固定桿321固定連接；
[0055]固定圓盤326與限位圓盤325從上至下間隔設(shè)置在各活動桿之間，固定圓盤與限位圓盤設(shè)置在各活動桿322、323上；
[0056]固定圓盤326與限位圓盤325中間設(shè)有固定穿心式千斤頂33的限位部，固定圓盤326與限位圓盤325中間部位設(shè)有供錨索31通過的通孔。
[0057]如圖11所示，上述組合式承載支架32中，每根固定桿321均為方形管，其底部設(shè)有方形底座3213，靠近預(yù)壓裝置I 一側(cè)設(shè)有卡殼3212，同一側(cè)的固定桿321內(nèi)側(cè)上下設(shè)有兩個卡殼3212，通過卡殼3212可以卡住預(yù)壓裝置I的底部13和密封蓋14的邊沿，其上端設(shè)有兩個插裝口，每個插裝口內(nèi)均插裝一根活動桿322、323，通過固定桿321上的螺釘38可以固定各活動桿322、323 ；
[0058]上述組合式承載支架32中，三根固定桿321內(nèi)側(cè)均設(shè)有三角托架3211，承壓圓盤324設(shè)置在三根固定桿內(nèi)側(cè)的三角托架上；
[0059]如圖12所示，各活動桿內(nèi)側(cè)均間隔設(shè)有三角托架，限位圓盤與固定圓盤從上至下間隔設(shè)置在至少兩根活動桿固定設(shè)置在各活動桿內(nèi)側(cè)的三角托架上。具體的，同一側(cè)的兩根活動桿上，每一根活動桿內(nèi)側(cè)均設(shè)有三角托架，同一側(cè)的兩根活動桿上的三角托架上下錯開設(shè)置，限位圓盤325設(shè)置在活動桿322的在下的三角托架上，固定圓盤326設(shè)置在另外的活動桿323的在上的三角托架上。
[0060]該組合式承載支架32方便組合與拆卸。
[0061]如圖9所示，上述拉拔裝置3中，鎖定錨具36包括:錨具本體360、兩條弧形卡帶362和錐形夾片361 ；
[0062]其中，錨具本體360為由兩個半環(huán)形體組成的環(huán)形體，環(huán)形體的中孔為錐形孔363，錐形孔363的上開口大于下開口 ；
[0063]錐形夾片361由兩個半環(huán)錐形體組成，錐形夾片361從下至上卡設(shè)在錐形孔內(nèi)；
[0064]兩條弧形卡帶362扣裝在錨具本體外，與錨具本體的兩個半環(huán)形體固定連接，如可通過螺釘連接，將錨具本體的兩個半環(huán)形體連接為整體的環(huán)形體。該鎖定錨具36是一種可方便拆卸的錨具。
[0065]如圖10所示，上述拉拔裝置3中，張拉錨具35結(jié)構(gòu)與鎖定錨具36基本一致，包括:錨具本體、兩條弧形卡帶和錐形夾片；
[0066]其中，錨具本體為由兩個半環(huán)形體組成的環(huán)形體，環(huán)形體的中孔為錐形孔，與鎖定錨具36不同的是，該錐形孔的上開口小于下開口(將鎖定錨具倒置即為張拉錨具)；
[0067]錐形夾片由兩個半環(huán)錐形體組成，錐形夾片從上至下卡設(shè)在錐形孔內(nèi)；
[0068]兩條弧形卡帶扣裝在錨具本體外，與錨具本體的兩個半環(huán)形體固定連接，如可通過螺釘連接，將錨具本體的兩個半環(huán)形體連接為整體的環(huán)形體。該張拉錨具是一種可方便拆卸的錨具。
[0069]上述拉拔裝置3中，錨索31、墊板34、張拉錨具35、鎖定錨具36、固定圓盤326和限位圓盤325的位置關(guān)系如圖10所示。
[0070]上述拉拔裝置3中，測量儀器37采用空心荷載傳感器。
[0071]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明:
[0072]如圖1、2所示，本實用新型實施例提供的錨索拉拔試驗裝置由預(yù)壓裝置1、注漿裝置2和拉拔裝置3組成；其中預(yù)壓裝置I是在透明圓筒形容器中設(shè)置加壓艙，下部堆置土體，利用空氣壓縮機加壓對土體產(chǎn)生豎向壓力，再換算為側(cè)限圍壓，以便模擬出不同深度土體的圍壓下漿體和巖土體分界面力學(xué)參數(shù)的變化情況。
[0073]注漿裝置2主要由注漿泵21和帶側(cè)孔的導(dǎo)漿管22組成，漿液從頂部側(cè)邊的支管注入，管內(nèi)充滿漿液，管體周邊布置有大小相同、均勻?qū)ΨQ分布的小孔，使?jié){液逐漸滲入土體，注漿完畢后豎向拔出導(dǎo)漿管，便形成了桿體和漿體以及漿體和巖土體的兩種分界面。
[0074]拉拔裝置3由穿心式千斤頂33、可拆卸式張拉錨具35和鎖定錨具36、錐形夾片361、組合式承載支架32以及若干測量儀器37等組成，該拉拔裝置3可對尺寸進(jìn)行控制，使各部件匹配，以一定的順序組合后，當(dāng)張拉錨索時，只有張拉錨具起作用，張拉松錨后錨索回縮，鎖定錨具開始起作用，最后通過錨具上的弧形卡帶可輕易完成退錨技術(shù)，整個過程操作簡單，利用組合式承載支架還可自己定制不同組合方案，方便實現(xiàn)不同研究內(nèi)容的科研性試驗。不含注漿裝置的錨索拉拔試驗裝置整體結(jié)構(gòu)如圖2所示。
[0075]上述試驗裝置中的預(yù)壓裝置，是一種真空預(yù)壓裝置，該預(yù)壓裝置是由外部空氣壓縮機17通過高壓膠管171將氣體壓至模型箱內(nèi)的加壓艙16，四周均密封，只留有一個進(jìn)氣閥172，在空氣壓力的作用下加壓塞12向下移動對土體艙15內(nèi)土體產(chǎn)生一定的壓力，用換算成的圍壓大小來模擬一定深度地層的壓力。具體結(jié)構(gòu)如下:
[0076]( I)預(yù)壓裝置:
[0077]空氣壓縮機和圓柱形模型箱組成，圓柱形模型箱由底板13、儲土箱11、加壓塞12、密封蓋14、多個加勁桿18和密封圈121、19組成；其中，儲土箱11為圓筒形容器，是實際地層模擬的容積空間并可以在注漿過程中觀察地層的變形和漿液的流動，加壓塞安裝在儲土箱中，利用空氣壓縮機加壓來實現(xiàn)對地層施加壓力，利用加勁桿18將密封蓋14與儲土箱
11、加壓塞12和底板13連接為一個整體，并形成一個密封空間(加壓艙16)，空氣壓縮機通過進(jìn)氣閥172向加壓艙16內(nèi)壓入壓縮空氣以實現(xiàn)加壓的目的，該預(yù)壓裝置整體示意如圖3所示:
[0078](11)儲土箱:
[0079]儲土箱為厚30mm,外徑500mm,高IOOOmm的圓筒形容器,儲土箱構(gòu)成整個實驗裝置的容納空間，用來盛裝實驗用土層。
[0080](12)加壓塞:
[0081]如圖4所示，加壓塞是本裝置主要的加壓構(gòu)件，上部土層壓力的模擬主要由壓縮空氣施加在加壓塞上來實現(xiàn)。加壓塞外緣設(shè)置兩道O型橡膠密封圈，隔絕壓縮空氣艙和土層之間氣體。加壓塞中部設(shè)置有通孔，導(dǎo)漿管插入儲土箱中并通過該通孔與外部注漿泵連接。
[0082](13)密封蓋:
[0083]如圖5所示，密封蓋14主體為圓形板，直徑為700_，在與底部對應(yīng)位置設(shè)有8個直徑為20_的預(yù)留孔，通過加勁桿與底板連接為整體，密封蓋中部設(shè)置一個圓形通孔，力口壓塞通過該通孔作上下垂直運動，該通孔內(nèi)壁設(shè)有2道O形密封圈，隔絕壓縮空氣艙中的高壓氣體和外部空氣。密封蓋上設(shè)置有一個進(jìn)氣閥，該進(jìn)氣閥與空氣壓縮機連接，開動空氣壓縮機后，通過該進(jìn)氣閥向加壓艙中注入空氣，空氣壓力不斷增大，推動加壓塞向下運動產(chǎn)生壓力，示意圖如圖5所示。
[0084](14)底板:
[0085]如圖6所示，底板13為圓形，直徑為700mm，是整個裝置重力的承受部分，外緣伸出儲土箱100mm，在伸出的部分上設(shè)有8個直徑為20mm的預(yù)留孔，加勁桿從預(yù)留孔穿過并與上部密封蓋利用螺絲相連接，將底板、儲土箱、加壓塞和密封蓋連接為一個整體。[0086](15)0型密封圈:
[0087]該裝置中的密封圈采用O型密封圈，由硅膠條制作，是本裝置主要的密封構(gòu)件，硅膠條直徑6_，制作成的O型密封圈直徑為470_，O型密封圈設(shè)置在密封蓋與儲土箱之間，隔絕壓縮空氣艙中的高壓氣體和外部空氣，防止高壓氣體外漏。
[0088]該預(yù)壓裝置試驗操作方法如下:
[0089]先將錨索桿體插入模型箱中心處，桿體外部套上導(dǎo)漿管，開始向模型箱裝入一定量的土樣，完畢后蓋上密封蓋，組裝好預(yù)壓裝置，開動外部連接的空氣壓縮機，根據(jù)空氣壓縮機的壓力表讀數(shù)和儲土箱內(nèi)壁埋置的土壓力計讀數(shù)來確定加壓的程度。
[0090](2)注漿裝置:
[0091]注漿裝置2主要由注漿泵2、導(dǎo)漿管22組成。導(dǎo)漿管22是底部帶有側(cè)孔、上端帶有分支管的PVC管，頂部敞口，插入錨索31后采用低壓慢速、間隔式注漿方式，漿液從頂部支管注漿口注入，從導(dǎo)漿管22的管體側(cè)孔擠出，滲入土體，注漿完畢后即可豎向拔出塑料管，隨即形成錨索體和漿體以及漿體和巖土體兩層界面。注漿裝置的導(dǎo)漿管22結(jié)構(gòu)如圖7所示。該注漿裝置2的注漿壓力方便控制，采用低壓注漿，防止?jié){液涌出管口。
[0092](21)注漿泵:
[0093]注漿泵采用普通低壓注漿泵，注漿壓力是0.1?0.6MPa。
[0094](22)導(dǎo)漿管:
[0095]如圖7所示，導(dǎo)漿管采用長度1200mm的PVC管，管口外徑30?40mm，兩端開口，頂部以下IOOmm處與豎向呈30°夾角延伸出70mm長的支管，支管開口端與注漿膠管連接。距導(dǎo)漿管頂500mm處開始在管側(cè)四個方向?qū)ΨQ開有直徑3?4mm的側(cè)孔，兩孔上下間距50mm，每層有4個小孔。低端最后150mm高度處的小孔開始加密,上下間距30mm。
[0096]該注漿裝置試驗操作方法如下:
[0097]預(yù)壓裝置加至設(shè)計壓力后維持穩(wěn)定，開始在注漿口接上注漿膠管，并與注漿泵連接。先以約0.4?0.5Mpa的壓力開啟注漿泵，使?jié){液迅速灌滿導(dǎo)漿管(不能超出土層頂界線)，再降低壓力，使?jié){液通過側(cè)孔緩慢滲入土體中，繼續(xù)低壓注漿或者停泵，待漿液下降后再繼續(xù)補漿，穩(wěn)定后停止供漿。約20min后開始豎向緩慢拔出注漿管，不能擾動中心錨索的位置。
[0098](3)拉拔裝置:
[0099]拉拔裝置主要由穿心式千斤頂33、可拆卸式張拉錨具35和鎖定錨具36、錐形夾片361以及組合式承載支架32等組成。整個裝置固定在3根固定桿及若干活動桿上，固定桿以120°夾角固定在圓柱形模型箱的周邊。通過千斤頂以一定壓力向上頂起墊板，同時墊板上的錐形夾片也向上運動，夾片進(jìn)入到張拉錨具后受到擠壓，對錨索起一定的夾縮效應(yīng)，起到錨索的張拉作用。當(dāng)張拉至預(yù)定拉力后卸載千斤頂，鋼絞線開始回縮，此時帶動下部鎖定錨具的夾片向下運動，夾片進(jìn)入錨具后受到擠壓，對鋼絞線產(chǎn)生緊縮效應(yīng)，但底部的承壓圓盤阻止了鎖定錨具向下的位移，起到對預(yù)應(yīng)力錨索的鎖定作用。整體拉拔裝置如圖8所示，具體的設(shè)計如下。
[0100](31)穿心式千斤頂:
[0101]采用小型穿心式千斤頂或錨桿拉拔計，油缸中空直徑27_，自重5kg左右，測量范圍O?5t。[0102](32)錨具及夾片:
[0103]錨具為可拆卸式張拉錨具和鎖定錨具，均是鋼錨具，中間有連接縫，兩側(cè)的弧形卡帶起到組合和拆卸錨具的作用。錨具高30mm，截面是外徑為40mm的圓形。中部是錐形孔，穿過直徑為6mm的鋼質(zhì)桿體。錐形孔中插有中空的錐形夾片，用來夾持桿體。錨具及夾片的示意圖如圖9所示。
[0104]穿心式千斤頂上部放置的是張拉錨具，他們之間用帶有直徑為15?20mm圓孔的墊板連接，千斤頂向上頂起時，剛好使得墊板帶動夾片向上移動至一定距離后，夾片和錨具互相擠壓使夾片緊縮擠壓錨索桿體，在千斤頂?shù)淖饔孟聦崿F(xiàn)對錨索桿體的張拉作用(錨索下部被漿體固定)。當(dāng)千斤頂卸荷后，拆掉上部的張拉錨具，錨索桿體開始回縮，這時下部的鎖定錨具(錐頂在下)的夾片向下移動，會與錨具產(chǎn)生擠壓，但鎖定錨具在承壓圓盤上限制了其自身的位移，使錨索桿體不能產(chǎn)生回縮現(xiàn)象，以此實現(xiàn)對預(yù)加拉力的鎖定。試驗完畢后只需要將錨具側(cè)邊的兩個卡帶擰下即可取出夾片，實現(xiàn)退錨操作。
[0105](33)輔助圓盤:
[0106]本實驗裝置共有三個中心開孔的輔助圓盤，分別為固定圓盤、限位圓盤和承壓圓盤，它們孔徑不同，所起的作用也不同。固定圓盤和限位圓盤分別在千斤頂?shù)捻敳亢偷撞?，均帶有豎向環(huán)形擋板，作用是固定豎向放置的千斤頂，而限位圓盤還起著阻擋鎖定錨具的夾片向上的位移，方便對加力錨索進(jìn)行鎖定。承壓圓盤主要起著承擔(dān)上部儀器荷重的作用，只要中部孔徑滿足不會對錨索桿體產(chǎn)生摩擦作用即可。具體示意圖如圖10所示。
[0107](34)活動式組合支架:
[0108]實驗裝置共需要3根組合支架，以120°夾角布置于圓柱形模型箱外側(cè)，每根組合支架都由一根固定桿和兩根活動桿組成。固定桿全長1200mm，橫截面尺寸為40mmX70mm。固定桿預(yù)留有兩個孔位,每個孔位外側(cè)墊有2?3mm的橡膠墊，孔位尺寸是20mmX 30mmX 200mm (包括橡膠墊厚度)，距離桿頂IOOmm和150mm處兩側(cè)分別有兩個螺母加緊孔，為了固定插入預(yù)留孔位的活動桿。固定桿一側(cè)有兩個矩形卡殼，是與模型箱的頂板和底板相連接，目的是穩(wěn)固固定桿，使其不產(chǎn)生晃動；兩鋼釘之間焊有三角托盤，用來放置圓盤；底部焊有方形板與地面固定。固定桿示意圖如圖11所示。
[0109]每根固定桿上可以連接兩根活動桿，根據(jù)上部安置儀器的尺寸可以上下伸縮，最后用螺母加以固定。活動桿全長600mm,最多可插入固定桿200mm,截面尺寸均為17mmX30mmX600mm,桿a和桿b在距頂端IOOmm和350mm處分別焊有三角托盤，用以固定圓盤，示意圖如圖12所示。
[0110]該拉拔裝置試驗操作方法如下:
[0111]注漿完畢，待漿液凝固且達(dá)到一定強度后開始對錨索進(jìn)行拉拔操作。先分別固定3根固定桿，再插入活動桿a、b，根據(jù)試驗方案和放置儀器的尺寸上下調(diào)節(jié)活動桿的位置，使各構(gòu)件之間接觸緊密。千斤頂向上頂起，上部需放置小型墊板，再安置錐頂朝上的張拉錨具。限位圓盤下須接著安置錐頂朝下的鎖定錨具，其它的測量、記錄儀器等可根據(jù)研究內(nèi)容布設(shè)在不同的位置。最后退錨時應(yīng)先拆卸頂部的張拉錨具，再卸荷千斤頂，緩慢移除千斤頂后再拆卸下部的鎖定錨具(拆卸時只需擰下錨具側(cè)邊卡帶上的螺母)。
[0112]本實用新型的有益效果為:該錨索拉拔裝置的結(jié)構(gòu)簡單，易懂、易操作，基本在室內(nèi)即可完成整個試驗。將預(yù)壓、注漿等真實地層模擬系統(tǒng)和錨索拉拔裝置進(jìn)行結(jié)合，使試驗結(jié)果更加接近現(xiàn)場情況。合理、準(zhǔn)確的應(yīng)用該試驗裝置，不僅可以模擬深部地層下錨索及錨固段的受力情況，而且還可為漿液擴撒、土體破壞面等相關(guān)性課題提供試驗平臺，單預(yù)壓裝置還可進(jìn)行土體的側(cè)限壓縮試驗，為地基土的沉降計算提供有效參數(shù)。該試驗裝置的注漿裝置可以有效模擬錨索和灌漿體、灌漿體和土體這兩種界面，是界面參數(shù)研究的有效方法。試驗采用的錨具均為可拆卸式，實現(xiàn)了一種簡便、易操作的退錨技術(shù)。拉拔裝置靈活性較大，儀器可通過不同次序的組合來實現(xiàn)對不同內(nèi)容的研究，為科研工作者提供了較大的自主性。
[0113]綜上所述，該錨索拉拔試驗裝置，可通過預(yù)壓裝置模擬一定深度土層中的圍壓；用帶有側(cè)孔的導(dǎo)漿管注漿可模擬出錨索體和漿體、漿體和巖土體兩種分界面，現(xiàn)有拉拔裝置未曾實現(xiàn)兩種分界面的準(zhǔn)確模擬；運用可拆卸式張拉和鎖定錨具可以實現(xiàn)對錨索的拉伸和預(yù)應(yīng)力鎖定，并且直接擰開錨具卡帶即可完成退錨，解決了退錨困難的技術(shù)問題；此外，活動式的組合支架方便移動和組裝，以供科研人員進(jìn)行自主性較大的課題試驗研究。因此，本實用新型專利擬解決在室內(nèi)對現(xiàn)場錨索拉拔的仿真模擬，能實現(xiàn)對一定深度土層下圍壓和漿體擴散的模擬、不同土層中錨固體界面的模擬、土層破壞面的模擬、預(yù)應(yīng)力損失的模擬以及一種簡便退錨技術(shù)的試用，可供場地土層的室內(nèi)試驗(可做側(cè)限壓縮)或者相關(guān)的科研課題研究之用。
[0114]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種錨索拉拔試驗裝置，其特征在于，包括: 預(yù)壓裝置、注漿裝置和拉拔裝置；其中， 所述注漿裝置由注漿泵和帶側(cè)孔的導(dǎo)漿管組成，所述注漿泵與所述帶側(cè)孔的導(dǎo)漿管連接； 所述預(yù)壓裝置內(nèi)設(shè)有土體艙； 所述注漿裝置的導(dǎo)漿管的帶側(cè)孔一端設(shè)置在所述預(yù)壓裝置的所述土體艙內(nèi)； 所述拉拔裝置設(shè)置在所述預(yù)壓裝置上端，所述拉拔裝置的錨索經(jīng)所述注漿裝置的導(dǎo)漿管伸入到所述預(yù)壓裝置的土體艙內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錨索拉拔試驗裝置，其特征在于，所述預(yù)壓裝置包括: 儲土箱、底板、加壓塞、密封圈、密封蓋、空氣壓縮機和多個加勁桿；其中， 所述儲土箱設(shè)置在所述底板上，所述密封蓋設(shè)置在所述儲土箱的上端開口上，所述儲土箱外的所述密封蓋和所述底板之間通過所述多個加勁桿連接； 所述密封蓋設(shè)有供所述加壓塞的后端穿過并對其導(dǎo)向的導(dǎo)向槽； 所述加壓塞設(shè)置在所述儲土箱內(nèi)，所述加壓塞下方的所述儲土箱內(nèi)為土體艙，所述加壓塞上方的所述儲土 箱內(nèi)為加壓艙； 與所述儲土箱內(nèi)壁接觸的所述加壓塞的前端外周設(shè)有密封圈，所述加壓塞的后端與所述密封蓋的導(dǎo)向槽接觸處設(shè)有密封圈； 所述空氣壓縮機與所述儲土箱內(nèi)的加壓艙連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的錨索拉拔試驗裝置，其特征在于，所述加壓塞設(shè)有貫通塞體的通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錨索拉拔試驗裝置，其特征在于，所述注漿裝置的帶側(cè)孔的導(dǎo)漿管由管體和側(cè)管組成； 所述管體上布置有大小相同、均勻?qū)ΨQ分布的通孔； 所述側(cè)管設(shè)置在所述管體上端的側(cè)面，所述側(cè)管與所述管體內(nèi)連通，所述側(cè)管設(shè)有與所述注漿泵的注漿膠管連通的注漿口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錨索拉拔試驗裝置，其特征在于，所述拉拔裝置包括: 組合式承載支架、穿心式千斤頂、墊板、張拉錨具、鎖定錨具和測量儀器； 所述組合式承載支架設(shè)置在所述預(yù)壓裝置上，處于所述預(yù)壓裝置頂端的上方； 所述穿心式千斤頂設(shè)置在所述組合式承載支架上； 所述墊板放置在所述穿心式千斤頂?shù)捻敹耍? 所述錨索穿過所述墊板和穿心式千斤，所述墊板上方的所述錨索上設(shè)置所述張拉錨具，所述穿心式千斤下方的所述錨索上依次設(shè)置所述鎖定錨具和測量儀器； 所述測量儀器設(shè)置在所述組合式承載支架上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的錨索拉拔試驗裝置，其特征在于，所述組合式承載支架包括: 承壓圓盤、至少三根固定桿、限位圓盤、固定圓盤和至少六根活動桿；其中， 所述各固定桿均勻分布設(shè)置在所述預(yù)壓裝置外周，與所述預(yù)壓裝置固定連接； 所述承壓圓盤設(shè)置在所述各固定桿的上端之間，所述承壓圓盤設(shè)置在所述各固定桿上，所述承壓圓盤中間部位設(shè)有供所述錨索通過的通孔； 每根所述固定桿上端設(shè)置兩根所述活動桿，所述活動桿與所述固定桿固定連接；所述固定圓盤與所述限位圓盤從上至下間隔設(shè)置在所述各活動桿之間，所述固定圓盤與所述限位圓盤設(shè)置在所述各活動桿上； 所述固定圓盤與所述限位圓盤中間設(shè)有固定所述穿心式千斤頂?shù)南尬徊?，所述固定圓盤與所述限位圓盤中間部位設(shè)有供所述錨索通過的通孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的錨索拉拔試驗裝置，其特征在于，所述兩根固定桿內(nèi)側(cè)均設(shè)有三角托架，所述承壓圓盤設(shè)置在所述兩根固定桿內(nèi)側(cè)的所述三角托架上； 所述固定圓盤與所述限位圓盤從上至下間隔設(shè)置在至少兩根所述活動桿之間為:所述各活動桿內(nèi)側(cè)均間隔設(shè)有三角托架，所述限位圓盤與固定圓盤從上至下間隔設(shè)置在至少兩根所述活動桿固定設(shè)置在所述各活動桿內(nèi)側(cè)的三角托架上。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的錨索拉拔試驗裝置，其特征在于，所述張拉錨具包括: 錨具本體、兩條弧形卡帶和錐形夾片；其中， 所述錨具本體為由兩個半環(huán)形體組成的環(huán)形體，所述環(huán)形體的中孔為錐形孔，所述錐形孔的上開口小于下開口； 所述錐形夾片由兩個半環(huán)錐形體組成，所述錐形夾片從下至上卡設(shè)在所述錐形孔內(nèi)；所述兩條弧形卡帶扣裝在所述錨具本體外，與所述錨具本體的兩個半環(huán)形體固定連接，將所述錨具本體的兩個半環(huán)形體連接為整體的環(huán)形體。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的錨索拉拔試驗裝置，其特征在于，所述鎖定錨具包括: 錨具本體、兩條弧形卡帶和錐形夾片；其中， 所述錨具本體為由兩個半環(huán)形體組成的環(huán)形體，所述環(huán)形體的中孔為錐形孔，所述錐形孔的上開口大于下開口； 所述錐形夾片由兩個半環(huán)錐形體組成，所述錐形夾片從上至下卡設(shè)在所述錐形孔內(nèi)；所述兩條弧形卡帶扣裝在所述錨具本體外，與所述錨具本體的兩個半環(huán)形體固定連接，將所述錨具本體的兩個半環(huán)形體連接為整體的環(huán)形體。
10.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的錨索拉拔試驗裝置，其特征在于，所述測量儀器采用空心荷載傳感器。
【文檔編號】G01N3/02GK203658161SQ201320890771
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】楊宇友, 高秦 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)（北京）