拉拔试验用大幅减小土体沉降的承压台装置的制作方法

本实用新型涉及测量锚杆锚固力拉拔试验装置领域，尤其是一种拉拔试验用大幅减小土体沉降的承压台装置。

背景技术：

锚杆支护是铁路、公路、隧道、水利工程、煤矿井巷等工程中一种重要的支护形式，它以快速、主动、有效的支护特性已得到广泛推广应用，因此对锚杆的质量检验就显得尤为重要，目前主要通过锚杆拉拔试验对锚杆的抗拔力和位移进行检测。锚杆拉拔力指锚杆能承受的最大拉力，它是锚杆材料、加工和施工安装质量的综合反映，是锚杆质量检测的一项基本内容。拉拔试验主要用来检验锚杆的安装质量，评估锚杆的锚固能力，端锚情况下，最大拉拔力就是锚固力。部分锚固情况下，最大拉拔力和锚固力之间的关系还要根据岩体—粘结剂、锚杆—粘结剂的刚度关系来决定。拉拔试验一般的测试方法：采用手压千斤顶加载，根据实验现场的条件，将油压千斤顶置于锚杆中心，在实验锚杆的锚筋上连接，用千斤顶进行加(卸)载，压力表控制加(卸)载量，同时在实验锚杆顶部设置两只百分表，用以测量各级抗拔荷载作用下锚杆的上拔量，固定百分表用的基准杆直接固定在邻近的锚杆上，以保证位移测量的精度。而在常规工程中，一方面，由于存在锚杆附近上浮土较高、土质较为松软、土体含水率较高等情况，对现场开展拉拔试验造成较大困难，在进行逐级加载土体锚杆拉拔试验时，拉拔试验作用面土体及设备在较大作用力下容易下沉陷入土中，造成拉拔试验测得的位移、应变、抗拔力都存在较大误差，对研究锚杆在不同工况下短期和长期稳定性规律、在锚杆轴向剪应力和轴力分布规律等抗拔力形成的机理问题都存在较大的误差，对实验结果的精确性有较大影响。另一方面，由于拉拔试验锚杆锚固体破坏形式往往是锚固体被拉拔设备剪坏，只有锚杆被拔出，从而无法看到完整锚固体，对研究在不同条件下锚固头破坏模式和锚固体系的薄弱环节造成较大影响，此两类问题是要解决的关键工程问题。

在现有的锚杆拉拔试验中，为了减小地表沉降而采取的措施是：在锚杆周边铺设一定范围的混凝土，这种做法虽然在一定程度上也以减小地表的沉降，但由于铺设的混凝土对地表图土体的约束作用使得测得的抗拔力并不真实，并且在拉拔的过程中，由于混凝土对下面土体的附加挤压力，会使锚固体被压碎，观察不到完整的锚固体，其次试验对锚杆上拔量的测量有一定的误差，不够精确。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种拉拔试验用大幅减小土体沉降的承压台装置，可以解决因土体的沉降造成试验结果的不精确，误差太大的问题，能够很好地解决作用面土体及设备的沉降量问题，结构设计简单合理，组装方便，成本低，还保证了试验要求。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种拉拔试验用大幅减小土体沉降的承压台装置，包括中心开有圆形孔的方形板，方形板的四角各设置有带刻度的支撑脚，圆形孔两边的方形板底部各安装有弧形支撑架，两个弧形支撑架形成支撑拱架，弧形支撑架与方形板之间连接有至少一块加劲板，方形板上设置有标杆，各支撑脚放置于刚性垫块上。

各支撑脚之间通过加劲杆连接。

各支撑脚通过穿过刚性垫块的地锚与基层连接。

刚性垫块为台阶型垫块。

本实用新型提供的拉拔试验用大幅减小土体沉降的承压台装置，有益效果如下：

1、由于现场存在作用面上覆土较高、土质较为松软等情况，造成作用面土体及设备在较大作用力下容易下沉陷入土中，造成拉拔试验测得的位移、应变、抗拔力都存在较大误差，而该装置调控性好，可通过铺设垫块增大承压台支撑处受力面积，并可根据实际情况增加垫块铺设面积，使支撑处应力分散，减小局部应力集中，大幅度减小拉拔试验中土体和承压台的沉降，减小因沉降对试验数据及结果造成的误差，使试验结果更加精确。

2、由于拉拔试验锚杆锚固体破坏形式往往是锚固体被拉拔设备剪坏，只有锚杆被拔出，从而无法看到完整锚固体，对研究在不同条件下锚固头破坏模式和锚固体系的薄弱环节造成较大影响，而本装置通过垫块和支撑脚使承压台装置与地表预留有一定高度，可以防止锚杆锚固体在拉拔试验中剪切破坏，通过拉拔出的锚固体，能直接观察到真实锚固体的实际效果，进而得到各截面锚固体周长，研究锚固体不同深度锚固效果。

3、更精确地研究锚杆在不同工况下短期和长期稳定性规律、在锚杆轴向剪应力和轴力分布规律等抗拔力形成的机理问题，更好的了解在不同条件下锚固头破坏模式和锚固体系的薄弱环节。针对膨胀性锚固体，不扰动锚固体附近的土体，能够真实反映土体的剪切破坏过程，改进完善常规试验的不足；

4、能够真实的反映锚杆的上拔量。对锚杆进行逐级加载拉拔试验，测得方形板变形量装置的平均沉降量位移计的读数可以定量的求出锚杆的上拔量大大减少了试验误差，提高了试验精度，使测得的结果更加具有说服力。

5、试验中可采用高清摄影仪全程记录试验过程，做到拉拔力与位移量的实时显示化和毫秒量级同步化，可以得到任意时刻下的拉拔力和位移量，易于分析拉拔力和变形的关系，便于实时观察试验现象，对试验数据复核提供有力支撑。

6、可循环使用，结构简单，材料易得，易操作，可以大幅缩短试验周期，可广泛应用于各种工程的拉拔试验。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为本实用新型应用于拉拔试验的示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种拉拔试验用大幅减小土体沉降的承压台装置，包括中心开有圆形孔10的方形板1，方形板1的四角各设置有带刻度的支撑脚3，圆形孔10两边的方形板1底部各安装有弧形支撑架，两个弧形支撑架形成支撑拱架2，弧形支撑架与方形板1之间连接有至少一块加劲板6，方形板1上设置有标杆5，各支撑脚3放置于刚性垫块4上。

各支撑脚3之间通过加劲杆7连接。

各支撑脚3通过穿过刚性垫块4的地锚9与基层11连接。

刚性垫块4为台阶型垫块，由多层垫块通过螺栓8形成一个整体刚性垫块。

方形板1优选为方形钢板。

如图3所示，本实用新型应用于拉拔试验的过程如下：

步骤1：平整场地，清理场地或坡面上周围碎石及杂物；

步骤2：在试验场地，把地锚9打至坚硬的基层11(土层)中，且地锚9的位置能与装置的支撑脚相对应，然后铺设各层垫块，将各层垫块用螺栓组装固定；

步骤3：将组装好的带支撑脚的方形板穿过锚杆13固定在地锚9上和铺设好的刚性垫块4上，使得锚杆13位于方形板1上圆形孔10的正中心；

步骤4：将液压千斤顶12穿过锚杆13放置在方形板1上，再在液压千斤顶12上部夹以锚具，完成安装准备；

步骤5：把百分表位移计安装于磁性表座上，安装好以后，将磁性表座开关打开，通过磁力吸附在标杆5上，位移计的测量头与锚具接触；

步骤6：在四个支撑脚3处分别架设四台激光仪，调整使其水平，使激光点对准支撑脚上的0刻度线处；

步骤7：找适宜的地方架设高清摄影仪，拍摄每级荷载下承压台开口处、支撑脚、位移百分表三处变形情况，要求能够完整拍摄整个实验过程；

步骤8：进行逐级加载土体锚杆拉拔试验，读取每级荷载下承压台开口处、支撑脚、位移百分表三处位移量，作好记录，在试验完成后测承压台开口处变形量试验结束后测得四个支撑脚的沉降位移，求出均值测得位移计的读数则拉拔试验中锚杆精确位移同时测得锚固力；

步骤9：利用液压千斤顶12将完整锚固体拔出，用游标卡尺测得锚固体各截面周长，观察锚固体膨胀效果。