一种锚杆加固边坡模型试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及透明岩体材料、岩体边坡加固工程模型试验技术领域，主要适用于土木工程模型试验等技术领域，尤其涉及一种锚杆加固边坡模型试验装置。
【背景技术】
[0002]当岩石边坡中存在裂缝时，需要采取措施对岩体进行加固；避免滑坡对人民生命和财产安全造成重大影响。目前对岩石边坡的治理主要集中在削坡、减重反压、设置抗滑挡墙、抗滑粧和预应力锚杆等几种方法上。预应力锚杆加固技术利用锚杆杆体和注浆体材料组成的纵向拉力作用以提高岩体整体性，起到加固边坡的作用；但是，目前针对该技术方法的作用机理和加固效果了解相对较少。因此，寻求一种可视化观测锚杆加固边坡的模型试验装置，是现在工程技术人员努力追求的方向。
[0003]在本实用新型之前，中国实用新型专利“一种沉降观测锚杆”(专利号:ZL201420339196.2)公开了一种沉降观测锚杆；该技术方案通过用连接套筒将第一锚杆体和第二锚杆体连接，第二锚杆体的一端轴向延伸有一球形体，所述球形体上设有塔尺，利用球形体与塔尺观测；然而该技术方案仅解决了锚杆沉降观测问题。中国发明专利“锚杆或锚索支护应力测试方法及装置”(专利号:ZL201010258075.1)公开了一种锚杆或锚索支护应力测试方法及装置。该技术方案通过将煤岩粉与水和添加剂混合制成立方体状的模型，在模型某一表面安设若干锚杆或锚索，在锚杆或锚索之间埋设应力传感器，在螺母或锚具与模型之间安装托板，在托板与模型之间设置锚杆或锚索测力计，在托板上设置若干位移传感器，以此测试锚杆或锚索支护应力。然而，该技术方案仅解决了锚杆或锚索支护应力测试问题。
[0004]综上可知，工程界针对如何观测打孔过程对岩体及其裂缝的影响，锚杆-岩体相互作用机理等问题认识仍不够全面深入。因此，开发一种可视化的锚杆加固岩体边坡模型试验装置显得尤为迫切。
【实用新型内容】
[0005]实用新型目的:为解决现有技术中存在的问题，解决打孔过程对岩体及其裂缝的影响，锚杆-岩体相互作用时，岩体变形、锚杆变形及加固效果无法可视化观测的问题，本实用新型提供一种基于透明岩体材料的可视化锚杆加固边坡模型试验装置，以观测打孔过程对岩体及其裂缝的影响以及锚杆施工前后与岩体相互作用过程。
[0006]技术方案:为实现上述技术目的，本实用新型的锚杆加固边坡模型试验装置，包括由透明岩体、试验支架和锚杆，其中，所述的透明岩体用于模拟岩石边坡，所述透明岩体中预设1?3条裂缝，所述试验支架用于支撑透明岩体和架设数码相机；所述锚杆通过钻孔穿过所述裂缝，且所述锚杆在钻孔口处漏出所述透明岩体一部分，在露出的部分的端部连接有外锚钢板；所述锚杆在钻孔口处设置有锚墩用于给所述锚杆施加预应力；所述锚杆外部套设套管。
[0007]优选地，所述透明岩体通过将天然硅石进行一次熔融、一次破碎、挑选清洗、二次破碎、二次熔融，之后将熔融状态的浆液浇筑在设计好模拟岩石边坡尺寸的模具中得到，其中在浇筑前已经按照设计位置在模具内部布置1?3条模拟裂缝
[0008]优选地，所述透明岩体的宽度为500?600_，高度为500?600_，所述透明岩体具有一倾斜面，所述倾斜面宽为300?400mm、高为300?400mm。
[0009]优选地，所述裂缝的材料为黏土 ；所述裂缝贯通整个透明岩体或不贯通；所述裂缝延伸到倾斜面底端、倾斜面下面或倾斜面中间。
[0010]优选地，所述的试验支架由钢材制成，包括底座、纵向杆和横向杆，其中，所述的底座用于支撑透明岩体，所述底座的一个侧面的底边设置有滑槽，所述的纵向杆垂直底面并设置于所述滑槽内沿着所述滑槽移动，纵向杆可以沿着滑槽前后移动，所述纵向杆上设置有可在所述纵向杆上移动的数码相机；所述的横向杆的一端与所述纵向杆相连并平行设置于透明岩体的上方，所述横向杆上设置有可在横向杆上移动的数码相机。通过上述设置，设置于纵向杆上的数码相机一方面可以沿着滑槽方向前后移动，另一方面可以沿着纵向杆上下移动，因此可以实现在整个滑槽纵向面上的移动，从而可以观测透明岩体对应的整个侧面。同理，设置于横向杆上的数码相机，一方面可以随着纵向杆的移动沿着滑槽前后移动，另一方面可以沿着横向杆水平移动，因此可以实现在整个水平面上的移动，即可以观测到透明岩体上方的活动。
[0011]优选地，所述的锚杆采用螺纹钢筋，其直径为20?40mm，长度为550?650mm，锚杆露出透明岩体10?20mm，锚杆露出部分端部连接有外锚钢板，锚杆的自由段涂无水黄油，锚杆外部外套由聚乙烯塑料套管，套管直径大于锚杆外径5?10mm，所述套管与锚固段接合处用密封塞封闭密实，以防注浆时浆液进入自由段，钻孔内部的锚杆区段沿长度方向每隔100mm设置对中托架。
[0012]优选地，所述外销钢板的形状为圆形，直径为80?100mm，厚度为20?40mm。
[0013]优选地，所述钻孔的孔径为50?100mm ;所述钻孔的深度根据打孔位置确定；所述钻孔穿越裂缝50?125mm ;所述钻孔排布方式为梅花型或正方形布置。
[0014]优选地，所述的销墩用混凝土饶筑，为高度为100mm，上部边长为100?150mm、下部边长为200?400mm的梯形台体。
[0015]优选地，所述的套管内部的锚固段灌注水泥砂浆，或者在自由段和锚固段灌注水泥砂浆，所述水泥砂浆的材料采用M30水泥砂浆，水灰比为0.4?0.6，灰砂比为0.8?1.2，灌浆压力控制在0.4?IMPa，必要时可加入一定量的外加剂或掺合料。
[0016]有益效果:与现有技术相比，本实用新型可以可视化模拟整个锚杆加固边坡施工过程，且可以观测打孔过程对岩体及其裂缝的影响以及锚杆与岩体的相互作用，对于指导锚杆加固边坡工程施工与设计具有重要的指导和参考意义；且实验装置操作简单，易于实现。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型装置纵向剖面结构示意图；
[0018]图2是本实用新型装置俯视图，其中，钻孔呈梅花形排列；
[0019]其中，1为透明岩体，2为裂缝，3为销杆，4为钻孔，5为水泥砂楽，6为销墩，7为透明岩体上方的数码相机，8为透明岩体侧面的数码相机，9为底座，10为滑槽，11为横向杆，12为纵向杆，A为透明岩体高度，B为透明岩体宽度，C为钻孔穿越裂缝的长度即锚杆锚固段长度；D为销杆自由段长度；E为销杆露出透明岩体长度。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图详细叙述本实用新型的【具体实施方式】。本实用新型的保护范围并不仅仅局限于本实施方式的描述。
[0021]由图1和图2所示，本实用新型提出了一种基于透明岩体的锚杆加固边坡模型试验装置，包括透明岩体1、试验支架和锚杆3，其中，透明岩体1用于模拟岩石边坡，透明岩体1中预设1?3条裂缝2，试验支架用于支撑透明岩体和架设数码相机，试验支架由钢材制成，包括底座9、纵向杆12和横向杆11，其中，底座9用于支撑透明岩体1，底座9的一个侧面的底边设置有滑槽10，纵向杆12垂直底面并设置于滑槽内10沿着该滑槽移动，纵向杆12可以沿着滑槽10前后移动，在纵向杆12上设置有可在纵向杆上移动的数码相机8(即透明岩体侧面的数码相机);横向杆11的一端与纵向杆12相连并平行设置于透明岩体1的上方，横向杆11上设置有可在横向杆11上移动的数码相机7 (即透明岩体上方的数码相机)。通过上述设置，设置于纵向杆上的数码相机一方面可以沿着滑槽方向前后移动，另一方面可以沿着纵向杆上下移动，因此可以实现在整个滑槽纵向面上的移动，从而可以观测透明岩体对应的整个侧面。同理，设置于横向杆上的数码相机，一方面可以随着纵向杆的移动沿着滑槽前后移动，另一方面可以沿着横向杆水平移动，因此可以实现在整个水平面上的移动，即可以观测到透明岩体上方的活动。
[0022]锚杆3通过钻孔穿过裂缝2，且锚杆3在钻孔口处漏出透明岩体10?20mm，锚杆采用螺纹钢筋，其直径为20?40mm，长度为550?650mm，在露出的部分的端部连接有外锚钢板，外销钢板的形状为圆形，直径为80?100mm，厚度为20?40mm。销杆的自由段D涂无水黄油，外套聚乙烯塑料套管，套管直径大于