载力试验位置预埋直径Φ160_的PVC管2，其角度与试验锁脚锚管I角度保持一致，按照水平向下倾斜10°、20°、30°三种角度分别埋设；
[0036]在进行锁脚锚管I竖向承载力试验位置的上方的黄土地层14的一个水平位置处钻两个深1.3m、间距40cm的盲孔，用于安装两根固定销杆10，固定销杆10直径Φ 25mm，单根长度L = 2.5m，安装到位后将固定锚杆10与钢架12焊接牢固，两根固定锚杆10的端部牢固焊接一根型钢9，型钢9采用I20a型钢制作，长度L= 100cm;
[0037]施作隧道初期支护喷射混凝土13，应采取措施保护预埋的PVC管2不被喷射混凝土13封闭；
[0038]根据锁脚锚管I试验方案，制作直径Φ 42 X 4mm(壁厚)和Φ 89 X 5mm(壁厚)、单根长度L = 3m、3.5m、4m、5m的锁脚锚管I;锁脚锚管I末端20cm处钻Φ 8mm的浆液扩散孔；
[0039]在隧道初期支护侧壁预埋PVC管2位置采用煤电钻钻孔，按照试验需要安装相应的锁脚销管I，锁脚销管I内注水泥砂楽;
[0040]制作锁脚锚管I试验承压装置，承压装置一采用壁厚25mm承压板4和直径Φ 89 X5mm(壁厚)的钢管3焊接，承压板4为正方形钢板，边长25cm，钢管3长度L = 60mm，用于直径Φ42 X4mm(壁厚)的锁脚锚管I竖向承载力试验;承压装置二采用壁厚25mm承压板4和直径Φ159 X 5.5mm(壁厚)的钢管3焊接，承压板4为正方形钢板，边长25cm，钢管3长度L = 60mm，用于直径Φ 89 X 5_(壁厚)的锁脚锚管I竖向承载力试验；
[0041]将上述承压板装置的承压板4顶面水平布置，钢管3套在锁脚锚管I顶端；
[0042]在承压板4顶面安装千斤顶6，千斤顶6上架设支撑杆7，支撑杆7与型钢9之间采用钢板8铺垫，便于千斤顶6施加压力，同时在承压板4上安装两个位移传感器5，位移传感器5关于锁脚锚管I顶端呈中心对称分布，两个位移传感器5有线连接控制显示系统；
[0043]锁脚锚管I竖向承载力试验采用慢速维持荷载法，分级加载，逐级等量加载，分级荷载为最大加载量的2/10，卸载分级进行，每级卸载量取加载时分级荷载的1.5倍，逐级等量卸载，加、卸载时应使荷载传递均匀、连续、无冲击，每级荷载在维持过程中的变化幅度不得超过分级荷载的±5% ；
[0044]通过对两种不同管径、四种长度和三种角度工况共二十四根锁脚锚管I进行竖向承载力试验，通过位移传感器5以及控制显示系统得出了大断面黄土隧道穿越高含水率地层锁脚锚管I竖向承载力的特征值，比较各特征值，综合各项条件选取满足实际需要参数的锁脚锚管I。
【主权项】
1.一种黄土地层隧道锁脚锚管竖向承载力试验方法，其特征在于，包括以下步骤: a、在有初期支护的隧道侧壁的黄土地层(14)内需要进行锁脚锚管(I)竖向承载力试验位置钻孔并安装相应的所述锁脚锚管(I)，所述锁脚锚管(I)内注水泥砂浆； b、在进行所述锁脚锚管(I)竖向承载力试验位置的上方设置反力座； C、在所述锁脚锚管(I)与反力座之间设置供力装置，所述供力装置的供力方向两端分别连接所述锁脚锚管(I)和反力座； d、所述锁脚锚管(I)与供力装置相接触的水平面设置有两个位移传感器(5)，所述两个位移传感器(5)关于所述锁脚锚管(I)顶端呈中心对称分布，所述两个位移传感器(5)有线连接控制显示系统； e、启动所述供力装置，所述锁脚锚管(I)受力竖直向下移动，所述位移传感器(5)检测并且在所述控制显示系统上显示所述锁脚锚管(I)的位移量； f、试验不同管径、长度和插入黄土地层(14)角度的所述锁脚锚管(I)，得到多组对应的所述位移量，数值越小的所述位移量对应的所述锁脚锚管(I)为力学性能越好的选取对象，综合各项条件选取满足实际需要参数的所述锁脚锚管(I)。2.根据权利要求1所述的一种黄土地层隧道锁脚锚管竖向承载力试验方法，其特征在于，所述步骤a中所述钻孔和安装锁脚锚管(I)的角度按照水平向下倾斜，其值为Θ，且0°<θ<45°。3.根据权利要求2所述的一种黄土地层隧道锁脚锚管竖向承载力试验方法，其特征在于，所述角度Θ分别设置为10°、20°、30°三种角度。4.根据权利要求1所述的一种黄土地层隧道锁脚锚管竖向承载力试验方法，其特征在于，所述步骤a中所述初期支护包括钢架(12)和混凝土 (13)。5.根据权利要求1-4任一所述的一种黄土地层隧道锁脚锚管竖向承载力试验方法，其特征在于，所述步骤b中所述反力座由两根固定锚杆(10)和焊接于其间的型钢(9)构成，两根所述固定锚杆(10)焊接于所述初期支护钢架(12)。6.根据权利要求1所述的一种黄土地层隧道锁脚锚管竖向承载力试验方法，其特征在于，所述步骤c中所述供力装置采用分级加载和卸载。7.根据权利要求6所述的一种黄土地层隧道锁脚锚管竖向承载力试验方法，其特征在于，所述供力装置为千斤顶(6)。8.根据权利要求1所述的一种黄土地层隧道锁脚锚管竖向承载力试验方法，其特征在于，所述锁脚锚管(I)竖向承载力试验位置处的所述黄土地层(14)与隧道初期支护之间铺设泡沫板(11)，所述锁脚锚管(I)穿过所述泡沫板(11)插入所述黄土地层(14)。9.根据权利要求4和8所述的一种黄土地层隧道锁脚锚管竖向承载力试验方法，其特征在于，所述锁脚锚管⑴套有直径大于其管径的PVC管(2)，所述PVC管(2)设置角度与所述锁脚锚管(I)安装角度一致，所述PVC管(2)外围喷射所述混凝土 (13)。10.根据权利要求1所述的一种黄土地层隧道锁脚锚管竖向承载力试验方法，其特征在于，所述步骤d中所述锁脚锚管(I)连接水平设置的承压板(4)，所述承压板(4)连接所述供力装置，所述两个位移传感器(5)设置于所述承压板(4)上。
【专利摘要】本发明公开了一种黄土地层隧道锁脚锚管竖向承载力试验方法，包括以下步骤：a在试验位置钻孔安装锁脚锚管并注浆；b在试验位置上方设置牢固反力座；c在锁脚锚管与反力座间设置供力装置；d锁脚锚管与供力装置接触部设置位移传感器并连接控制显示系统；e位移传感器检测位移量；f试验不同管径、长度和角度的锁脚锚管得到多组位移量，数值越小的位移量对应的锁脚锚管为越优选取对象，综合各项条件选取适宜锁脚锚管。运用本发明，可有效测试锁脚锚管竖向承载力，得出不同管径、长度和插入角度的锁脚锚管竖向承载力特征值，对大断面黄土隧道设置锁脚锚管具有重要意义；避免了按照经验设计和施工锁脚锚管带来的过大沉降变形等安全隐患和风险。
【IPC分类】G01M13/00
【公开号】CN105675289
【申请号】CN201610214876
【发明人】刘泽, 蒲晓容, 刘彬, 何开伟, 程亚欧, 谭兵
【申请人】中铁二局集团有限公司, 中铁二局第四工程有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年4月8日