相似模拟试验用直读式锚杆测力计及其工作方法
【专利摘要】本发明提供了一种相似模拟试验用直读式锚杆测力计及其工作方法，它由环形腔体、腔体内的弹簧和传力环组成；传力环底部位于环形腔体的腔内并与弹簧接触；腔体侧面设标有刻度的条形孔；传力环下部连接有指针和反光镜，指针与反光镜穿过条形孔与传力环相连，通过反光镜可直接读取锚杆受力值的大小。使用时，将直读式锚杆测力计加装在螺母前，拧紧螺母施加预应力；待反光镜里的读数达到设计值时，停止旋转螺母。本装置原理简单，安装方便，操作简便，适用性广泛，制作成本低，并且可重复利用，解决了相似模拟试验中锚杆受力检测难的问题。
【专利说明】相似模拟试验用直读式锚杆测力计及其工作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种锚杆测力计及其工作方法，尤其涉及一种相似模拟试验用直读式 锚杆测力计及其工作方法。
【背景技术】
[0002] 在矿山、隧道和边坡的支护施工中，为防止岩体变形或失稳而造成安全事故，主要 采用锚杆支护对岩体进行加固。锚杆支护能充分调动围岩的自身承载能力，是一种对原岩 扰动小、支护效率高、施工速度快、安全可靠的支护技术；尤其是预应力锚杆，在矿山、水利、 交通等各类地下工程中有着广泛的应用。
[0003] 相似模拟试验是研究各类地下工程问题的一种重要科学手段，对推断实际工程中 可能出现的力学现象及岩体压力分布规律起着重要的作用。然而，在地下工程锚杆支护相 似模拟试验中，如何检测锚杆受力值的大小一直是困扰学者们的难题。为了解决这类问题， 学者们进行了深入的研究，并提出了许多方案。
[0004] 例如：中国发明专利102706492 A公开了一种地下工程模型试验用锚杆测力计， 其主体为合金圆管，合金圆管上设置有两个相对圆心对称的锚杆孔，在两锚杆孔之间的圆 管上固定有电阻应变传感器，在电阻应变传感器上有导线与其连接。该装置通过电阻应变 仪测量得到合金圆管的应变值，再对照标定得到的锚杆受力-测力计应变关系曲线从而得 到锚杆受力，测试精度较高；但是，大量的连接线给锚杆的安装造成很多的不便，且根据提 前标定的锚杆受力-测力计应变关系曲线得到锚杆的受力值的大小，实际操作流程太复 杂。
[0005] 中国发明专利102704970 B公开了一种由杆体、托盘、弹簧、螺母组成的地下工程 模型试验用预应力锚杆。该装置通过记录螺母的旋转圈数来确定施加受力值的大小，结构 简单；但在实际操作中，螺母的旋转圈数很容易记错；并且该装置不能直接显示锚杆受力 值的大小，使用起来不甚方便。
【发明内容】
[0006] 针对现有的相似模拟试验用锚杆测力装置的上述不足，本发明提供了一种相似模 拟试验用直读式锚杆测力计。该装置既可以在各类复杂条件下保持测量精度，又可以通过 反光镜直接读取锚杆受力值的大小。
[0007] 本发明一种相似模拟试验用直读式锚杆测力计由环形腔体、弹簧以及传力环组 成。
[0008] 所述的环形腔体由两个半径不同的圆环构成；较大圆环侧面有一条形孔，条形孔 两侧标有刻度，单位为N，其值根据以下公式确定：
【权利要求】
1. 一种相似模拟试验用直读式锚杆测力计，它是由环形腔体、弹簧和传力环组成，其特 征在于：所述的环形腔体由两个半径不同的圆环构成，较大圆环侧面有条形孔，条形孔两侧 标有刻度，单位为N。
2. 如权利要求1所述的相似模拟试验用直读式锚杆测力计，其特征在于：所述的弹簧 位于环形腔体的腔内并与环形腔体的底部固定在一起；传力环下端位于环形腔体的腔内并 与弹黃接触。
3. 如权利要求1-2所述的相似模拟试验用直读式锚杆测力计，其特征在于：所述的传 力环下部连接有指针与反光镜；指针与反光镜位于环形腔体上的条形孔外侧，并通过穿过 的条形孔的连接杆与传力环连接。
4. 如权利要求1-3所述的相似模拟试验用直读式锚杆测力计的工作方法，其特征在 于：安装锚杆时将直读式锚杆测力计加装在螺母前，施加预应力时，直读式锚杆测力计受 到托盘与螺母的挤压；将压力通过传力环传递给环形腔体内的弹簧，使弹簧产生压缩变形； 传力环随着弹簧的压缩而相对于环形腔体向下移动，从而带动指针与反光镜相对于条形孔 向下移动；通过反光镜可以方便地观察指针所指的条形孔两侧的刻度值，此刻度值大小即 为锚杆的受力值；待读数达到设计值时，停止旋转螺母。
【文档编号】G01L1/04GK104296896SQ201410611776
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年11月4日 优先权日:2014年11月4日
【发明者】陈佃浩, 李廷春, 尚黎明, 段会玲, 徐开山, 吴帅, 杜贻腾, 吕连勋, 张仕林 申请人:山东科技大学