锚杆支护承载力快速测试装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种锚杆支护承载力快速测试装置，其特征在于一种锚杆支护承载力快速测试装置,其特征在于：包括弹簧、上垫板、下垫板、锚杆、螺母、托盘和距离测量仪；所述的上垫板和下垫板，为长方板块形状，其中一端面开有若干相间排列的圆形凹槽，另所诉的上、下垫板中心设有圆形空洞，锚杆可以从该空洞穿过；所述的弹簧相间排列放置于上垫板和下垫板的凹槽中，位于上垫板和下垫板之间，三者通过强力粘结剂粘结在一起形成组合板，随着弹簧组所受荷载增加，其逐渐被压扁，弹簧组所受荷载与产生的位移之间具有单调递增的关系；根据弹簧组材料的压缩特性，利用其所受荷载和变形之间的确定关系，将荷载的测量转化为位移的测量，进而求得锚杆的轴向承载力。本实用新型使锚杆轴力测量变得简单易行，大大降低了测量成本。
【专利说明】
锚杆支护承载力快速测试装置
技术领域
[0001]本实用新型属于岩土工程技术领域，具体涉及一种用于锚杆所受承载力测试装置。
【背景技术】
[0002]锚杆支护是指，在边坡、岩土深基坑等地表工程及隧道、采场等地下硐室施工中采用的一种加固支护方式。用金属件、木件、聚合物件或其他材料制成杆柱，打入地表岩体或硐室周围岩体预先钻好的孔中，利用其头部、杆体的特殊构造和尾部托板，或依赖于黏结作用将围岩与稳定岩体结合在一起而产生悬吊效果、组合梁效果、补强效果，以达到支护的目的。
[0003]具有成本低、支护效果好、操作简便、使用灵活、占用施工净空少等优点。由于锚杆埋置于围岩内部，属于隐蔽结构，其支护作用承载力评价较为困难。为了评估锚杆的支护承载力，一般将锚杆在外端头处的轴力作为重要评价指标，但是锚杆轴力的测量却非常困难。目前国内外采用的锚杆轴力测量方法主要包括:应变测量法、压力传感器测量法和振弦式锚杆测力计，这几种方法存在易受外界环境的影响、测量结果不稳定、系统成本较高、检测方法复杂等缺点。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种结构简单锚杆支护承载力快速测试装置，其技术解决方案是:
[0005]—种锚杆支护承载力快速测试装置，其特征在于:包括弹簧、上垫板、下垫板、锚杆、螺母、托盘、和距离测量仪;所述的上垫板和下垫板，为长方板块形状，其中一端面开有若干相间排列的圆形凹槽，其作用是限定弹簧的安装位置，另所诉的上、下垫板中心设有圆形空洞，锚杆可以从该空洞穿过;所诉的托盘，位于螺母和上垫板之间。
[0006]所述的弹簧相间排列放置于上垫板和下垫板的凹槽中，位于上垫板和下垫板之间，三者通过强力粘结剂粘结在一起形成组合板，并且三者中心位于同一轴线上，相间排列的弹簧组的具有不小于锚杆索的最大轴力的法向承载力，随着弹簧组所受荷载增加，其逐渐被压扁，弹簧组所受荷载与产生的位移之间具有单调递增的关系。
[0007]所述的上垫板和下垫板，其强度远大于弹簧组的强度。
[0008]所述的距离测量仪器用于测量上下垫板之间的距离。
[0009]本实用新型的应用方法是:
[0010]①对所述的弹簧组进行压缩测试，通过压力机在法向对其进行压缩实验，得到其应力一应变关系曲线；
[0011]②安装锚杆，采用常规方法将锚杆的内锚固段固定在围岩基体之后，使锚杆穿过组合板预留的孔洞，然后安装托盘，再紧固螺母，将组合板紧紧压住；
[0012]③锚杆开始受力后，锚杆轴力通过螺母反作用在托盘上，托盘将作用力传递至组合板上，在压力作用下弹簧组压缩变形，通过距离测量仪器测量上垫板和下垫板之间的垂直距离，进而根据两者的原始距离，可以得到其受压产生的相对位移，进而求得法向应变；
[0013]④根据步骤①测得的应力一应变关系曲线，以及步骤③测得的法向应变，换算即可得到弹簧组的应力，进而求得其所受承载力，该承载力等于锚杆的轴力。
[0014]本实用新型的基本原理是:根据弹簧组材料的压缩特性，利用其所受荷载和变形之间的确定关系，将荷载的测量转化为位移的测量，进而求得锚杆的轴向承载力。
[0015]本实用新型的优点是:本装置使锚杆轴力测量变得简单易行，大大降低了测量成本，对于工程现场的动态反馈支护设计具有重要意义。
【附图说明】
[0016]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明:
[0017]图1是本锚杆支护承载力快速测试装置的立体结构图；
[0018]图2是本锚杆支护承载力快速测试装置的立体剖视结构图。
[0019]图中，1、弹簧;2、上垫板;3、下垫板;4、锚杆;5、螺母;6、托盘;7、围岩基体。
【具体实施方式】
[0020]以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
[0021]如图1至图2所示，本锚杆支护承载力快速测试装置，包括弹簧1、上垫板2、下垫板
3、锚杆4、螺母5、托盘6和距离测量仪;所述的上垫板2和下垫板3，为长方板块形状，其中一端面开有若干相间排列的圆形凹槽，其作用是限定弹簧I的安装位置，另所诉的上、下垫板中心设有圆形空洞，锚杆4可以从该空洞穿过;所诉的托盘6，位于螺母5和上垫板6之间。
[0022]所述的弹簧I相间排列放置于上垫板2和下垫板3的凹槽中，位于上垫板2和下垫板3之间，三者通过强力粘结剂粘结在一起形成组合板，并且三者中心位于同一轴线上，相间排列的弹簧组的具有不小于锚杆4的最大轴力的法向承载力，随着弹簧组所受荷载增加，其逐渐被压扁，弹簧组所受荷载与产生的位移之间具有单调递增的关系。
[0023]所述的上垫板2和下垫板3，其强度远大于弹簧组的强度。
[0024]所述的距离测量仪器用于测量上下垫板之间的距离。
[0025]本实用新型的应用方法是:
[0026]①对所述的弹簧组进行压缩测试，通过压力机在法向对其进行压缩实验，得到其应力一应变关系曲线；
[0027]②安装锚杆4，采用常规方法将锚杆4的内锚固段固定在围岩基体7之后，使锚杆4穿过组合板预留的孔洞，然后安装托盘6，再紧固螺母5，将组合板紧紧压住；
[0028]③锚杆4开始受力后，锚杆4轴力通过螺母5反作用在托盘6上，托盘6将作用力传递至组合板上，在压力作用下弹簧组压缩变形，通过距离测量仪器测量上垫板2和下垫板3之间的垂直距离，进而根据两者的原始距离，可以得到其受压产生的相对位移，进而求得法向应变；
[0029]④根据步骤①测得的应力一应变关系曲线，以及步骤③测得的法向应变，换算即可得到弹簧组的应力，进而求得其所受承载力，该承载力等于锚杆4的轴向承载力。
[0030]本文中所描述的具体实施例，只是本实用新型较优选的具体的实施方式的一种，本实用新型所属技术领域的技术人员对本实用新型对所描述的【具体实施方式】进行的通常变化或替换都应包含在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种锚杆支护承载力快速测试装置，其特征在于:包括弹簧、上垫板、下垫板、锚杆、螺母、托盘和距离测量仪； 所述的上垫板和下垫板，为长方板块形状，其中一端面开有若干相间排列的圆形凹槽，另所诉的上、下垫板中心设有圆形空洞，锚杆可以从该空洞穿过； 所诉的托盘，位于螺母和上垫板之间。2.根据权利要求1所述的一种锚杆支护承载力快速测试装置，其特征在于，所述的弹簧相间排列放置于上垫板和下垫板的凹槽中，位于上垫板和下垫板之间，三者通过强力粘结剂粘结在一起形成组合板，并且三者中心位于同一轴线上，相间排列的弹簧组的具有不小于锚杆索的最大轴力的法向承载力，随着弹簧组所受荷载增加，其逐渐被压扁，弹簧组所受荷载与产生的位移之间具有单调递增的关系。3.根据权利要求1所述的一种锚杆支护承载力快速测试装置，其特征在于，所述的上垫板和下垫板，其强度远大于弹簧组的强度。4.根据权利要求1所述的一种锚杆支护承载力快速测试装置，其特征在于，所述的距离测量仪器用于测量上下垫板之间的距离。
【文档编号】G01N1/02GK205719364SQ201620649106
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】刘建康, 王刚, 蒋宇静, 栾恒杰, 张学朋, 王长盛, 宋宗武
【申请人】山东科技大学