无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置及测试方法，包括定位杆、混凝土应变计、定位扣环、固定管和可安装在围岩上的固定底座，固定管固接在固定底座上，定位杆的两端分别与一固定管连接，定位扣环安装在定位杆上，混凝土应变计的两端包括应变计端部圆盘，混凝土应变计间隙套接于定位扣环内，且通过应变计端部圆盘实现对混凝土应变计的阻挡限位。该混凝土应变测试装置不仅能够提前预制，现场埋设快捷，提高埋设的工作效率，同时装置结构简单、部件较少，对永久性锚喷支护结构原有受力特征扰动较小。利用该装置及测试方法，可准确的测试出锚喷支护隧道无钢架支护形式下的混凝土应变分布。

【技术实现步骤摘要】
无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置及测试方法
本专利技术涉及隧道结构测试
，尤其涉及一种无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置及测试方法。
技术介绍
永久性锚喷支护技术是源自于挪威法的隧道施工主流支护技术之一。永久性锚喷支护形式由两层或多层喷射混凝土及与围岩条件对应的必要支护构件组成，其支护构件通常为锚杆、钢架，相比于新奥法常采用的复合式衬砌支护形式，前者无需架立钢筋及模注二次衬砌，大大加快了隧道施工速度，节约了人力物力，具有较高的经济性。为研究永久性锚喷支护结构的受力特征，工程人员需要对其喷砼结构的应力、应变发展规律予以长期监测。目前，隧道支护结构测试中混凝土应变计的埋设固定方法主要为：直接绑定于环向钢架上、沿径向打设钢筋或架立环向钢筋辅助埋设。首先，将应变计绑定于钢架上的固定方法仅能适用于需布设钢架的支护形式中，对未设置钢架的支护形式(即无钢架锚喷支护隧道)不具适应性；然后，对于无钢架锚喷支护隧道，目前常采用沿径向向围岩打设钢筋并将应变计捆绑于钢筋上的固定方式，为保证固定效果以防止喷砼的巨大冲击力导致应变计发生的相错滑动等不利位移，常常出现过度捆绑应变计的现象，导致应变计与钢筋共同变形；最后，对于永久性锚喷支护结构内架立环向钢筋进行辅助固定埋设的方式，由于环向钢筋的存在，将使支护结构的受力特征发生变化，导致测试数据有效性的降低，同时，现有混凝土应变计的埋设固定方法不便于测试支护结构的任一位置的应变变化或者应力分布。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种能够对无钢架锚喷支护隧道各支护形式均具适应性，埋设方式方便简捷、测试数据准确有效的无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置及测试方法，从而解决上述问题。为实现上述目的，本专利技术首先公开了一种无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置，包括定位杆、混凝土应变计、定位扣环、固定管和可安装在围岩上的固定底座，所述固定管固接在所述固定底座上，所述定位杆的两端分别与一所述固定管连接，所述定位扣环安装在所述定位杆上，所述混凝土应变计的两端包括应变计端部圆盘，所述混凝土应变计间隙套接于定位扣环内，且通过所述应变计端部圆盘实现对混凝土应变计的阻挡限位。进一步的，所述固定管包括套管和伸缩管，所述伸缩管可伸缩式插接于所述套管内，所述套管的一端与所述固定底座固接，所述定位杆的两端均与所述套管连接或者均与所述伸缩管连接。进一步的，所述套管的另一端设置有锥形外螺纹部，所述锥形螺纹管部匹配连接有内设锥形内螺纹的固定套以夹紧固定所述伸缩管。进一步的，所述伸缩管的表面沿其轴向标刻有刻度线。进一步的，所述定位杆的两端与所述固定管垂直设置，所述固定管相对于所述定位杆对称设置。进一步的，所述定位扣环采用圆形登山扣环。然后本专利技术公开了一种如上述方案所述的无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置的测试方法，包括如下步骤：1)沿隧道环向将混凝土应变测试装置安装固定在隧道围岩面上，通过旋拧固定套调整伸缩管的长度至待测应变深度处，并使用定位扣环间隙套接所述混凝土应变计；2)将混凝土应变计的应变计测试引线引至集线箱内予以集中保护；3)待隧道锚喷支护结构施做完毕后，制作混凝土应变修正试件，在所述混凝土应变修正试件中设置混凝土应变计；4)定期监测隧道支护结构及凝土应变修正试件的应变计数据，通过凝土应变修正试件的应变计数据对隧道支护结构混凝土应变值予以修正，得到锚喷支护隧道各支护形式的混凝土应变分布。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术提供了一种无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置及测试方法，从而可准确的测试出无钢架锚喷支护隧道各支护形式的混凝土应变分布。该混凝土应变测试装置不仅能够提前预制，现场埋设时仅需打设固定螺丝将装置予以固定即可定位混凝土应变计，提高埋设的工作效率，而且，装置结构简单、部件较少，对永久性锚喷支护结构原有受力特征扰动较小，保证测试数据的有效性，此外，装置具有可伸缩功能，可满足不同测试深度的要求，有效解决了因隧道超挖导致需临时增加测试深度的问题，并且依据装置表面的刻度值可实时读取当前装置长度，将长度予以换算即可求得对应测试深度。该测试方法通过修正试件的数据对隧道支护结构混凝土应变值予以修正，保证测试数据的准确性，同时，对永久性锚喷支护隧道各支护形式均具适应性，能够满足埋设方式方便简捷，测试数据准确有效的测试要求。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例公开的无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置的轴测结构示意图；图2为本专利技术实施例公开的无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置的主视结构示意图；图3为本专利技术实施例公开的无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置的俯视结构示意图；图4为本专利技术实施例公开的无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置的套管和伸缩管连接示意图。图5为本专利技术实施例公开的无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置置于拱顶处安装示意图；图6为本专利技术测试方法测试无钢架支护形式的隧道支护结构拱顶混凝土应变示意图；图7为图6的A-A处剖视放大示意图。图例说明：1、定位杆；2、混凝土应变计；21、测试引线；22、应变计端部圆盘；23、应变计外壳；3、定位扣环；4、固定管；41、套管；411、圆管部；412、锥形螺纹管部；42、伸缩管；43、固定套；5、固定底座；51、固定圆孔；52、固定螺丝；6、测试引线定位扣；61、定位扣固定螺丝；7、集线箱；8、混凝土应变修正试件。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。如图1-图7所示，本专利技术实施例首先公开了一种无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置，包括定位杆1、混凝土应变计2、定位扣环3、固定管4和连接围岩与固定管4的固定底座5，所述定位杆1的两端分别与所述固定管4连接，所述定位扣环3安装在所述定位杆1上，所述混凝土应变计2间隙套接于定位扣环3内，且通过应变计端部圆盘22实现对混凝土应变计2的阻挡限位，调整固定管4长度可将混凝土应变计置于待测应变深度处。该混凝土应变测试装置不仅能够提前预制，现场埋设时仅需打设固定螺丝52将装置予以固定即可定位混凝土应变计2，提高埋设的工作效率，同时装置结构简单、部件较少，对永久性锚喷支护结构原有受力特征扰动较小，保证测试数据的有效性。本实施例中，固定底座5采用直径为6cm～10cm，厚度为5mm～10mm的金属圆盘，固定螺丝52采用现有技术中的膨胀螺丝，螺丝规格为M6～M10，螺丝长度为80mm～120mm，固定圆孔51可采用钻孔机械钻取与固定螺丝52规格对应的螺孔得到，通过固定圆孔51打设固定螺丝52可将装置予以固定。本实施例中，固定管4包括金属材质的套管41、伸缩管42和固定套43。套管41一端与固定底座5相连，另一端与伸缩管42相连，通过旋拧固定套43调整伸缩管42长度可将另一端固定于特定深度处，由于其具有可伸缩的功能，使得装置不仅对各支护形式不同混凝土厚度的应变测试均具适应性，还能满足任一混凝土厚度的不同测试深度的要求，此外，其表面刻有刻度值，可实时读取当前装置长度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置，其特征在于，包括定位杆(1)、混凝土应变计(2)、定位扣环(3)、固定管(4)和可安装在围岩上的固定底座(5)，所述固定管(4)固接在所述固定底座(5)上，所述定位杆(1)的两端分别与一所述固定管(4)连接，所述定位扣环(3)安装在所述定位杆(1)上，所述混凝土应变计(2)的两端包括应变计端部圆盘(22)，所述混凝土应变计(2)间隙套接于定位扣环(3)内，且通过所述应变计端部圆盘(22)实现对混凝土应变计(2)的阻挡限位。

【技术特征摘要】
1.一种无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置，其特征在于，包括定位杆(1)、混凝土应变计(2)、定位扣环(3)、固定管(4)和可安装在围岩上的固定底座(5)，所述固定管(4)固接在所述固定底座(5)上，所述定位杆(1)的两端分别与一所述固定管(4)连接，所述定位扣环(3)安装在所述定位杆(1)上，所述混凝土应变计(2)的两端包括应变计端部圆盘(22)，所述混凝土应变计(2)间隙套接于定位扣环(3)内，且通过所述应变计端部圆盘(22)实现对混凝土应变计(2)的阻挡限位。2.根据权利要求1所述的无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置，其特征在于，所述固定管(4)包括套管(41)和伸缩管(42)，所述伸缩管(42)可伸缩式插接于所述套管(41)内，所述套管(41)的一端与所述固定底座(5)固接，所述定位杆(1)的两端均与所述套管(41)连接或者均与所述伸缩管(42)连接。3.根据权利要求2所述的无钢架锚喷支护隧道用混凝土应变测试装置，其特征在于，所述套管(41)的另一端设置有锥形外螺纹部(412)，所述锥形螺纹管部(412)匹配连接有内设锥形内螺纹的固定套(43)以夹紧固定所述伸缩管(42)。4.根据权利要求3所述的无钢架锚喷支...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳军生，李林毅，方星桦，张学民，郝纯宗，薛君，刘玉卿，郑静，王贺起，傅金阳，张聪，周超云，谢亦朋，
申请(专利权)人：中南大学，中交第一公路工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43