一种平面应变条件下锚定板极限拉拔试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种平面应变条件下锚定板极限拉拔试验装置，其特征在于，包括试验装土箱、主支架、挡土板、锚杆、位移装置和加载装置，所述试验装土箱内填设土体；所述试验装土箱一侧透明以便于观察；所述试验装土箱非透明侧壁打孔以使锚杆可以穿过；所述挡土板设于装土箱内，可以进行移动以分别实现锚定板板前破裂面以及极限承载力的试验装置；所述主支架端部与位移装置连接，位移装置与加载装置连接。本发明专利技术提出了一种可以用于研究锚定板在平面应变条件下精确控制不同角度极限拉拔试验下锚定板极限承载力，以及锚定板板前土体破裂面发展规律的试验模型装置。

A Limit Drawing Test Device and Method for Anchor Plate under Plane Strain Conditions

The present invention discloses an ultimate pull-out test device for anchor plate under plane strain condition, which is characterized by test loading box, main bracket, retaining plate, anchor, displacement device and loading device. The test loading box is filled with soil body; one side of the test loading box is transparent for observation; the non-transparent side wall of the test loading box is perforated so that the anchor rod can pass through. The retaining plate is arranged in the earth box and can be moved to realize the test device of the front fracture surface and the ultimate bearing capacity of the anchoring plate respectively; the end of the main support is connected with the displacement device, and the displacement device is connected with the loading device. The invention provides an experimental model device which can be used to study the ultimate bearing capacity of anchor plate under plane strain condition and accurately control the ultimate pull-out test at different angles, as well as the development law of soil fracture surface in front of anchor plate.

【技术实现步骤摘要】
一种平面应变条件下锚定板极限拉拔试验装置及方法
本专利技术属于岩土工程领域，具体涉及一种平面应变条件下锚定板极限拉拔试验装置及方法。
技术介绍
随着大量铁路、高速公路、水利、矿山等设施的修建，特别是在丘陵和山区建设中，人类工程活动中开挖和堆填的边坡数量会越来越多，高度将越来越大。由于地质条件复杂，加之人类改造自然规模愈来愈大，设计施工方法不当，高边坡开挖后发生变形和造成灾害的事故频繁发生，这既增加工程投资，又延误工期，还给运营期留下隐患。边坡与滑坡灾害威胁着人类的生命安全、财产损失、交通停航、城镇被埋、厂矿停工，影响着社会和生产的正常运转。因而边坡与滑坡治理工程应运而生，出现了数量众多、规模大小不等的边坡治理工程和滑坡治理工程。目前主要使用包括抗滑桩技术、注浆加固技术等技术进行边坡治理，而利用锚杆与锚定板联合使用是一种将受拉杆件埋入地层中，以提高岩土自身的强度和自稳能力的一门工程技术。这种技术可以大大减轻结构物的自重，节约了工程材料并确保工程的安全和稳定，具有显著的社会效益和经济效益，目前在工程中得到了极其广泛的应用。虽然目前锚定板与锚杆联合使用在工程中应用较多，但是目前斜拉状态下锚定板加固技术的破坏模式以及锚定板板前破裂面发展规律尚需进一步研究。在已公开的现有文献中，中国专利技术CN205404285U公开了一种条形锚定板可视化拉拔试验装置，包括有试验箱、竖向均布荷载加载板、数显拉力位移测试机、数码相机和数字照相测量系统。专利技术人认为，其公开的装置锚定板为垂直摆放，无法研究不同角度下的锚定板的拉拔情况。针对以上问题，本专利技术提出了一种平面应变条件下锚定板极限拉拔试验装置及方法。
技术实现思路
针对现有技术方案中存在的问题，本专利技术提出了一种平面应变条件下锚定板极限拉拔试验装置及方法。本专利技术是由以下方案构成的：一种平面应变条件下锚定板极限拉拔试验装置，包括底座，试验装土箱，主支架，挡土板，锚定板，锚杆，位移装置和加载装置，所述底座上设置试验装土箱，所述试验装土箱内填设土体；所述试验装土箱一侧透明。所述试验装土箱非透明侧壁打孔以使锚杆可以穿过；所述挡土板设于装土箱内，可以进行移动以分别实现锚定板板前破裂面以及极限承载力的试验装置；所述主支架端部与位移装置连接。进一步的，所述位移装置包括滑动组件和固定组件，滑动组件可移动连接固定组件；所述滑动组件包括滑动连接的滑轨和滑块，所述固定组件包括滑动板和固定于滑动板顶面的底座，所述滑轨端部连接于主支架；所述滑块连接于滑动板底面。底板的尺寸根据模型试验要求确定；底座与底板连接，以保证加载装置与位移装置连接。进一步的，所述主支架包括横向支架组件和竖向支架组件；滑轨可以沿着横向支架组件进行水平移动，沿着竖向支架组件进行竖向移动，以进行不同的实验。进一步的，所述加载装置包括支撑组件和支撑板，所述支撑组件包括多个，支撑组件的端部铰接于底座以实现转动，实现对锚杆的倾斜加载，支撑组件能够与压力传感器，位移传感器连接以控制，多个支撑组件的一端连接支撑板以使多个支撑组件同步运行，支撑板连接锚定杆。进一步的，还包括测量装置，测量装置连接于底板，所述量测装置包括角度计，所述角度计为四分之一圆，范围可实现0度至90度，角度计中间开槽，以保证液压千斤顶与角度计实现固定连接，保证试验过程中精准控制锚杆斜拉角度。进一步的，所述锚杆位于试验装土箱内侧的端部与锚定板连接，位于试验装土箱外侧的端部与加载装置中钢板连接。进一步的，所述锚定板一侧沿着试验装土箱透明的一侧移动，以观测锚定板板前土体破裂面或将锚定板放置于大装土箱砂土中进行移动，以量测锚定板的极限承载力。进一步的，所述试验装土箱有机玻璃一侧贴有透明膜保护，可用相机拍摄锚定板移动模式。基于上述锚定板极限拉拔试验装置的试验方法，包括以下步骤：第一步：根据模型试验需要，确定试验装土箱、底板以及钢制支架的尺寸；第二步：完成模型装置的底座、挡土板、有机玻璃板、钢制支架、位移装置、加载装置以及量测装置的组装，在整个试验操作过程中，这一部分的安装完成后可以一直保持所有试验结束。第三步：按照试验方案填筑第一层砂土，用夯板进行夯实，控制相对密实度符合试验要求(其他层的相对密实度用同样方法测定控制)。第四步：按照试验方案确定锚杆放置角度，放置锚定板以及锚杆，利用滑块将底板上方装置滑至合适位置，将锚杆与加载装置中钢板连接，安装压力传感器以及位移传感器，通过转动液压千斤顶以及观察锚杆与角度计夹角，控制锚杆倾斜加载角度为45度。当然，在其他实施例中，上述参数可根据具体情况进行调整。第五步：架好相机，通过液压千斤顶逐级施加荷载，拍照以记录锚定板板前土体破裂面发展规律。第六步：根据实验方案，控制变量，改变工况，重复上述第一步至第四步，完成整个试验操作。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)本专利技术提出了一种可以用于研究锚定板在平面应变条件下精确控制不同角度极限拉拔试验下锚定板极限承载力，以及锚定板板前土体破裂面发展规律的试验模型装置。2)本专利技术装置是可拼装结构，主要是底座、试验装土箱、钢制支架、位移系统、加载系统和量测系统六个部分组成，试验装置可重复利用，具有高适用性、高经济性的特点。3)本专利技术模型的侧壁为透明的，可以在试验操作过程中对土体破坏形式等进行肉眼观察。4)该试验装置考虑了锚定板以及锚杆不同极限拉拔角度下，在支撑组件荷载作用下，可观察随着锚杆位移，锚定板的极限承载力以及锚定板板前破裂面的发展规律。5)本专利技术模型的加载方式是通过加载系统中的多个支撑组件对钢板施加拉力，进而更加均衡对锚杆施加荷载，且通过压力传感器控制压力以及通过位移传感器控制位移。6)本专利技术装置的量测系统可精确控制锚杆拉拔角度，将支撑组件分别与底座、角度计固定，保证试验过程中锚定板拉拔角度保持稳定。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为实施例1试验装置立体图；图2为实施例1试验装置正视图；图中，1、底座；2、装土箱侧壁；3、有机玻璃；4、挡土板；5、钢制支架；6、滑轨；7、滑块；8、底板；9、底座；10、角度计；11、液压千斤顶；12、钢板；13、锚定板；14、锚杆。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要指出的是，以下实施例中的方位用词是根据附图进行描述的。实施例1如图1所示，一种平面应变条件下锚定板极限拉拔试验装置，包括底座1，试验装土箱，主支架，挡土板4，锚定板13，锚杆14，位移装置和加载装置，所述底座1上设置试验装土箱，所述试验装土箱内填设土体；所述试验装土箱一侧采用有机玻璃3板以实现透明，所述试验装土箱非透明侧壁打孔以使锚杆14可以穿过；所述挡土板4设于装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平面应变条件下锚定板极限拉拔试验装置，其特征在于，包括试验装土箱、主支架、挡土板、锚杆、位移装置和加载装置，所述试验装土箱内填设土体；所述试验装土箱一侧透明以便于观察；所述试验装土箱非透明侧壁打孔以使锚杆可以穿过；所述挡土板设于装土箱内，可以进行移动以分别实现锚定板板前破裂面以及极限承载力的试验装置；所述主支架端部与位移装置连接，位移装置与加载装置连接。

【技术特征摘要】
1.一种平面应变条件下锚定板极限拉拔试验装置，其特征在于，包括试验装土箱、主支架、挡土板、锚杆、位移装置和加载装置，所述试验装土箱内填设土体；所述试验装土箱一侧透明以便于观察；所述试验装土箱非透明侧壁打孔以使锚杆可以穿过；所述挡土板设于装土箱内，可以进行移动以分别实现锚定板板前破裂面以及极限承载力的试验装置；所述主支架端部与位移装置连接，位移装置与加载装置连接。2.如权利要求1所述的平面应变条件下锚定板极限拉拔试验装置，其特征在于，所述位移装置包括滑动组件和固定组件，滑动组件可移动连接固定组件；所述滑动组件包括滑动连接的滑轨和滑块，所述固定组件包括滑动板和固定于滑动板顶面的底座，所述滑轨端部连接于主支架；所述滑块连接于滑动板底面。3.如权利要求1所述的平面应变条件下锚定板极限拉拔试验装置，其特征在于，所述主支架包括横向支架组件和竖向支架组件；滑轨能够固定于横向支架组件或固定于竖向支架组件，以进行不同的实验。4.如权利要求1所述的平面应变条件下锚定板极限拉拔试验装置，其特征在于，所述加载装置包括支撑组件和支撑板，所述支撑组件包括多个，多个支撑组件的底端铰接于底座以实现转动，多个支撑组件的输出端连接支撑板以使多个支撑组件同步运行，支撑板连接锚定杆。5.如权利要求4所述的平面应变条件下锚定板极限拉拔试验装置，其特征在于，支撑组件与传感器连接。6.如权利要求4所述的平面应变条件下锚定板极限拉拔试验装置，其特征在于，还包括测量装置，测量装置连接于底板，所述量测装置包括角度计，角度计中间开槽，以于液压千斤顶固定连接，保证试验过程中精准控制锚杆斜拉角度。7.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏博，李为传，宋彦颉，岳红亚，宋修广，杨振宇，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37