一种隧道内原位直剪试验水平反力支座的加固装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种隧道内原位直剪试验水平反力支座的加固装置，包括至少两根并排设置在坑壁内侧的土体中的钢管和设置在坑壁外侧的钢垫板，经过所有钢管的直线与剪切千斤顶的中轴线垂直，钢管的上端面高于剪切千斤顶的顶面，钢管中设置有若干钢筋，在坑壁的土体中设置钢管，并在坑壁处设置钢垫板，确保隧道内原位直剪试验水平反力支座具有足够的强度和刚度，能够有效地承受剪切千斤顶传来的水平反推力，确保试验的成功进行，该水平反力支座更加稳固，而且节省施工空间及施工材料，操作简便。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道内原位直剪试验水平反力支座的加固装置
本技术属于隧道工程测试
，具体涉及一种隧道内原位直剪试验水平反力支座的加固装置。
技术介绍
隧道围岩的粘聚力C和摩擦角是分析和评价隧道围岩稳定性的重要基础数据。对于相对完整的岩体，一般可先通过现场取芯，然后进行室内剪切试验和三轴试验获得隧道围岩的粘聚力和摩擦角。而对于非常软弱、破碎、松散的岩体，则很难取芯，需采用原位直剪试验的手段获取围岩的粘聚力和摩擦角。在进行隧道内岩体的原位直剪试验时，受现场条件的限制，试样所在坑壁常作为加荷系统的水平反力支座。当剪切试样所需的力较小时，坑壁背后岩体尚能提供足够的水平反力。当剪切试样所需的力较大，而坑壁背后岩体又相对软弱时，在千斤顶的水平推力作用下，坑壁发生较大变形而无法提供足够的水平反力，以致试样剪不坏，直接导致了原位直剪试验的失败。因此，需要对隧道内原位直剪试验的水平反力支座进行加固充，确保试验的成功进行。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供了一种隧道内原位直剪试验水平反力支座的加固装置，以避免因反力支座强度不足而破坏，造成试样无法完成剪切。为达到上述目的，本技术所述一种隧道内原位直剪试验水平反力支座的加固装置包括至少两根并排设置在坑壁土体中的钢管，坑壁与剪切千斤顶之间设置有钢垫板，经过所有钢管的中轴线的平面与剪切千斤顶的垂直，钢管的上端面高于剪切千斤顶的顶面，钢管的内腔中设置有若干钢筋。进一步的，钢管与钢垫板之间填充有碎石或细集料。进一步的，钢管的外周面与钢垫板内侧贴合。进一步的，钢垫板为矩形，钢垫板的长度大于钢管延伸的距离。进一步的，钢管关于剪切千斤顶的中轴线对称设置。进一步的，相邻的两根钢管之间间距小于等于20cm。进一步的，钢筋的长度大于等于钢管长度。与现有技术相比，本技术至少具有以下有益的技术效果，本技术在坑壁的土体中设置钢管，并在坑壁处设置钢垫板，确保隧道内原位直剪试验水平反力支座具有足够的强度和刚度，能够有效地承受剪切千斤顶传来的水平反推力，确保试验的成功进行，该水平反力支座更加稳固，而且节省施工空间及施工材料，操作简便。进一步的，钢管与钢垫板之间填充有碎石或细集料，钢管是打设在坑壁附近，打设过程中对土体有扰动，会使土体变得松散，而为了增加接触面积，用细集料进行填充捣实，经过捣实后钢垫板钢管间可形成较为稳固的复合体共同受力。进一步的，钢管的外周面与钢垫板内侧贴合，提高本装置的受力能力。进一步的，钢管关于剪切千斤顶的中轴线对称设置，防止产生偏心作用而造成不利影响。进一步的，钢筋的长度大于等于钢管长度，这样可使其共同受力，提高整体的刚度、强度及其稳定性。附图说明图1为本技术的安装布置图；附图中：1-一号钢管；2-二号钢管；3-细集料；4-钢垫板；5-剪切千斤顶；6-钢筋；7-坑壁。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。参照图1，一种隧道内原位直剪试验水平反力支座的加固装置，包括一号钢管1、二号钢管2、钢筋6及钢垫板4，本装置安装于剪切千斤顶5的后方，实现对水平反力支座的加固。一号钢管1和二号钢管2并排设置，过一号钢管1和二号钢管2的中轴线的平面与剪切千斤顶5的头部相互垂直，一号钢管1和二号钢管2的下部插入土体中，且一号钢管1和二号钢管2外周面与钢垫板4贴合，这样一号钢管1和二号钢管2与土体共同作用，形成复合体；一号钢管1和二号钢管2间距的中心与剪切千斤顶5的中心位于同一直线，防止产生偏心作用而造成不利影响。一号钢管1和二号钢管2中均设置有若干钢筋6，钢筋6的根数根据一号钢管1和二号钢管2的截面圆形的尺寸确定，尽可能最大限度的发挥一号钢管1和二号钢管2截面的大小，即尽可能用钢筋6将一号钢管1和二号钢管2插满，钢筋6的长度应尽可能与一号钢管1和二号钢管2长度相近或大于钢管长度，这样可使其共同受力，提高整体的刚度、强度及其稳定性，作为水平反力系统的一部分，钢筋6要有足够的强度和刚度，一号钢管1和二号钢管2一侧与钢垫板4一侧连接，钢垫板4另一侧与剪切千斤顶5的头部连接。一号钢管1、二号钢管2上端面高于剪切千斤顶5的顶面。钢垫板4选用矩形或方形钢板，其长边的宽度大于一号钢管1和二号钢管2上最远的两点之间的距离，钢垫板4的面积与剪切千斤顶5支撑杆的刚度应满足刚度要求，钢垫板4的一侧与剪切千斤顶5紧密接触，另一侧与一号钢管1、二号钢管2及坑壁7紧贴。钢管是打设在坑壁7附近，打设过程中对土体有扰动，会使土体变得松散，而为了增加接触面积，用细集料3进行填充捣实，考虑到钢管的弧度，坑壁7的不平整度，钢垫板4与其之间的连接可能会有较大的空隙，因此可在空隙中填入较多的碎石或细集料3并捣实加固，必要时可加入少量的水增加其粘结力，经过捣实后其与一号钢管1、二号钢管2以及钢垫板4间可形成较为稳固的复合体共同受力。钢垫板4的个数可视具体情况而定，也可选用不同尺寸，因此当叠加钢垫板时可使应力分布较为均匀，防止应力过于集中而使钢垫板弯曲。考虑到施工条件的影响和经济性，选用两根刚度、强度和长度均满足要求的两根钢管进行试验，钢管需有足够的强度、刚度和长度，其能够沉入岩体中与土共同承担由剪切千斤顶传来的水平反推力。本技术的具体步骤为：在导坑开挖完成且试样、仪器设备均安装完成之后，对水平反力支座装置进行安装。首先用卷尺量测剪切千斤顶5的长度，再在同侧土体内分别打入一号钢管1和二号钢管2深度，尽可能保证一号钢管1和二号钢管2在同一水平线上，以便预留出足够的空间放置钢垫板4及剪切千斤顶5的水平力的施加，一号钢管1和二号钢管2的打设可根据地质条件选用简易式撞锤、支架式打管机或自行式振动打管机，简易式撞锤是通过人工操作，适用于土质较为松软的土体；而支架式打管机和自行式振动打管机试用于各种土层和钢管入土深度较大的情况，现场可根据实际情况自行选择。一号钢管1和二号钢管2沿剪切千斤顶5中轴线对称，且间距不超过20cm。待两根一号钢管1和二号钢管2沉入土体中且稳定后，将钢筋6插入一号钢管1和二号钢管2内并锤击至一米以上，使其伸出地面高度与钢管相近，一号钢管1和二号钢管2与钢筋6形成一个共同受力整体，从而能够承受更大的水平剪切力。接着安放钢垫板4，钢垫板4的个数可视具体情况而定，钢垫板4内侧的中心部位需与剪切千斤顶5支撑杆紧密接触，另一侧紧贴一号钢管1和二号钢管2和坑壁7且应尽量直立放置，并用碎石或细集料3填入，捣实加固，这样就形成较为完整的水平反力支座装置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道内原位直剪试验水平反力支座的加固装置，其特征在于，包括至少两根并排设置在坑壁(7)土体中的钢管，坑壁(7)与剪切千斤顶(5)之间设置有钢垫板(4)，经过所有钢管的中轴线的平面与剪切千斤顶(5)的垂直，钢管的上端面高于剪切千斤顶(5)的顶面，钢管的内腔中设置有若干钢筋(6)。

【技术特征摘要】
1.一种隧道内原位直剪试验水平反力支座的加固装置，其特征在于，包括至少两根并排设置在坑壁(7)土体中的钢管，坑壁(7)与剪切千斤顶(5)之间设置有钢垫板(4)，经过所有钢管的中轴线的平面与剪切千斤顶(5)的垂直，钢管的上端面高于剪切千斤顶(5)的顶面，钢管的内腔中设置有若干钢筋(6)。2.根据权利要求1所述的一种隧道内原位直剪试验水平反力支座的加固装置，其特征在于，钢管与钢垫板(4)之间填充有碎石或细集料(3)。3.根据权利要求1所述的一种隧道内原位直剪试验水平反力支座的加固装置，其特征在于，钢管的外周面与钢垫板...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建勋，赵毅，罗彦斌，陈丽俊，刘立明，郭亚龙，杨亚楠，许岛，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61