锚索及锚固监测实验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种锚索及锚固监测实验系统，属边坡模型实验设备领域。锚索包括锚索自由段、螺旋加压装置、锚固套筒、锚固齿；锚固监测实验系统包括锚索、锚索腰梁、横向滑轨和纵向滑轨，组装实验系统后，将整个系统埋入待测岩土体模型中，进行锚索模型实验。本发明专利技术中的锚索结构简单、可重复利用，锚固监测实验系统的锚固参数调整方便，实验内容多样。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属边坡模型实验设备领域，具体涉及一种锚索、锚固监测实验系统及实验方法。
技术介绍
预应力锚索在边坡加固工程中有着广泛应用，通过对锚索施加预应力的手段，可以有效防止边坡失稳垮塌现象的发生，尤其在我国西南山区的边坡工程中发挥着重要作用，相应的锚索锚固效果的实验也在不断展开，锚固实验可以对边坡加固效果进行模拟，为实际边坡工程提供重要的理论支持与经验借鉴。但目前的锚索模型实验研究中，存在较多问题难以解决，如锚固实验浪费严重，难以进行实验材料的重复利用，实验内容单一。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种锚索、锚固监测系统，旨在提供一种可重复利用的实验锚索和锚固参数调整方便、实验内容多样的锚固监测实验系统的解决方案。为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案是：一种锚索，包括锚索自由段；其特征在于还包括螺旋加压装置、锚固套筒、锚固齿、锚固齿转轴和弹簧；所述螺旋加压装置位于锚索自由段的一端，内置有压力监测仪；锚索自由段的另一端与锚固套筒内的锚固齿转轴相连，锚固套筒内设有至少两组锚固齿和至少两个锚固齿转轴，锚固齿转轴之间通过连杆连接，锚固套筒上设有限位锚固齿上移并可使锚固齿下移的豁口；两个锚固齿对称的套装在锚固齿转轴上，能随着锚固齿转轴的上下移动而围绕锚固齿转轴转动，从而进出锚固套筒的豁口；所述弹簧位于锚固套筒内底部的底面上。作为优选，所述锚固齿转轴的两端与锚固套筒滑动连接。作为优选，所述锚固套筒设有拉拔孔，用于阻止锚固齿转轴上移的拉拔栓从拉拔孔横穿锚固套筒。作为优选，所述弹簧上部设有弹簧垫板。本专利技术的第二目的是提供一种锚固监测系统包括锚索、锚索腰梁、横向滑轨和纵向滑轨；所述各锚索与横向滑轨滑动连接，横向滑轨与纵向滑轨滑动连接；起固定岩土体作用的锚索腰梁与在横向滑轨方向上的各锚索自由段相连，并位于螺旋加压装置之下；拉拔栓横穿纵向滑轨方向上的各锚索段的锚固套筒。作为优选，所述锚固套筒底部设有锚固插槽，所述锚索通过锚固插槽嵌套于横向滑轨沟槽中实现滑动连接。本专利技术第三目的是提供一种锚固监测实验系统的实验方法，包括如下步骤：A.组装锚固监测实验系统，将锚索自由段与锚固段连接，并下压锚索自由段，使锚固齿缩入锚固套筒，将拉拔栓插入拉拔栓孔中，阻止锚固齿外伸；B.将多组锚索按A步骤组装后，将锚固套筒下的锚固插槽嵌入横向滑轨沟槽，根据实验需求调节好锚索横向间距，之后将横向滑轨与纵向滑轨连接，调整每排锚索的纵向间距，调整整个系统的倾斜角度，将整个系统埋入待测岩土体模型中；C.抽出全部拉拔栓，使锚固齿由于弹簧弹力伸出锚固套筒，实现动力嵌套式锚固模拟；D.通过旋转螺旋加压装置，使锚索腰梁向下移动，直到紧贴岩土体表面，继续螺旋加压，待达到实验要求预应力后，停止螺旋加压；进行坡顶加压、坡脚开挖等相关实验，实时监测锚固力的变化，完成锚索模型实验；E.待一次实验结束后，重新组装实验系统，调整锚索间距、方形与梅花形布设、锚索预应力、整个系统的倾斜角度等变量后，重复上述操作进行正交实验，获得多组对比分析实验结果。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术实验系统结构简单、锚固段加固方便、实验材料可重复利用；采用动力嵌套式锚固模拟的手段，高效便捷，倒齿结构可有效保证锚固效果；螺旋加压的方式简单高效，并可实现锚索预应力的实时监测；拉拔栓的设置为本专利技术系统的安装和模拟实验提供便利，实验系统涉及内容多样，可进行锚索间距变化、方形与梅花形布设变化、锚索预应力变化等变量的多组正交实验，得到锚索加固的大量对比分析数据，便于更充分地进行锚固效果影响研究。附图说明图1是本专利技术锚索的实施例结构示意图。图2是图1去除拉板栓后的示意图。图3是本专利技术锚固监测实验系统实施例结构示意图。图4是本专利技术锚固监测实验系统实施例实验过程示意图。图5是图4去除拉板栓后的示意图。图中：1、螺旋加压装置；2、锚索自由段；3、锚固套筒；4、锚固齿；5、锚固齿转轴；6、弹簧垫板；7、压力弹簧；8、拉拔栓；9、拉拔栓孔；10、锚固插槽；11、锚索腰梁；12、纵向滑轨；13、横向滑轨；14、连杆；15、豁口。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1和图2所示，一种锚索，包括锚索自由段2、螺旋加压装置1、锚固套筒3、锚固齿4、锚固齿转轴5和弹簧7；所述螺旋加压装置1位于锚索自由段2的一端，内置有压力监测仪，通过旋转螺旋加压装置1对锚索进行加压，压力监测仪用于实时监测锚固力。锚索自由段2的另一端与锚固套筒3内的锚固齿转轴5相连，锚固套筒3为一面开口的长方体，锚固套筒3内设有五组锚固齿4和五个锚固齿转轴5，锚固齿转轴5之间通过连杆14连接，锚固套筒3上设有限位锚固齿4上移并可使锚固齿4下移的豁口15，锚固齿4伸出锚固套筒3呈倒齿结构；锚固齿转轴5能在锚固套筒3上上下移动，一组锚固齿4含有两个锚固齿4，锚固齿4对称的套装在锚固齿转轴5上，能随着锚固齿转轴5的上下移动而围绕锚固齿转轴5转动，从而进出锚固套筒3的豁口所述弹簧7位于锚固套筒3内底部的底面上。作为优选，所述锚固齿转轴5的两端与锚固套筒3滑动连接，可利用锚固套筒3的滑轨长度、位置设置来进一步限制锚固齿4的上移但可使锚固齿4下移。作为优选，所述锚固套筒3设有两个拉拔孔9，用于阻止锚固齿转轴5上移的两个拉拔栓8从拉拔孔横穿锚固套筒3,锚索自由段2位于两个拉拔栓8之间。拉拔栓8在锚固模拟前阻止锚固齿转轴5上移，从而使锚固齿4成缩回在锚固套筒3内的状态。拔出拉拔栓8使锚固齿4由于弹簧7弹力伸出锚固套筒3，实现动力嵌套式锚固模拟。作为优选，所述弹簧7上部设有弹簧垫板6。此设置使弹簧7对锚固齿转轴5作用力更加均匀。如图3所示，一种锚固监测实验系统，其特征在于：包括上述锚索、锚索腰梁11、横向滑轨13和纵向滑轨12；所述各锚索与横向滑轨13滑动连接，横向滑轨13与纵向滑轨12滑动连接，锚索与横向滑轨13的固定及横向滑轨13与纵向滑轨12的固定可以在滑动连接位置找好后采用螺栓或绑丝连接。起固定岩土体作用的锚索腰梁11与在横向滑轨13方向上的各锚索自由段2相连，并位于螺旋加压装置1之下，连接方式可以是各锚索自由段2上设有通孔，锚索腰梁11横穿各锚索自由段2上的通孔；拉拔栓8横穿纵向滑轨12方向上的各锚索段的锚固套筒3。此系统由锚索单元组成，通过各种形式的布设，间距的布局，能组成各种规格的方形与梅花形布设以适用于边坡模型模拟实验。作为优选，锚固监测实验系统中的锚固套筒3底部设有锚固插槽10，所述锚索通过锚固插槽10嵌套于横向滑轨13沟槽中实现滑动连接，锚固插槽10可与横向滑轨13沟槽设为紧配合或过度配合，既能保证锚固套筒3与横向滑轨13的滑动连接，又能保证锚固套筒3与横向滑轨13有一定的作用力保持相对位置不变。同理横向滑轨13的底部也设有类似锚固插槽10的结构与纵向滑轨12的沟槽呈现紧配合或过度配合，实现横向滑轨13与纵向滑轨12的滑动连接和定位。如图4和图5所示，对于一种锚固监测实验系统的实验方法，包括如下步骤：A.首先组装锚固监测实验系统，将锚索自由段2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锚索，包括锚索自由段（2）；其特征在于还包括螺旋加压装置（1）、锚固套筒（3）、锚固齿（4）、锚固齿转轴（5）和弹簧（7）；所述螺旋加压装置（1）位于锚索自由段（2）的一端，内置有压力监测仪；锚索自由段（2）的另一端与锚固套筒（3）内的锚固齿转轴（5）相连，锚固套筒（3）内设有至少两组锚固齿（4）和至少两个锚固齿转轴（5），锚固齿转轴（5）之间通过连杆（14）连接，锚固套筒（3）上设有限位锚固齿（4）上移并可使锚固齿（4）下移的豁口（15）；两个锚固齿（4）对称的套装在锚固齿转轴（5）上，能随着锚固齿转轴（5）的上下移动而围绕锚固齿转轴（5）转动，从而进出锚固套筒（3）的豁口（15）；所述弹簧（7）位于锚固套筒（3）内底部的底面上。

【技术特征摘要】
1.一种锚索，包括锚索自由段（2）；其特征在于还包括螺旋加压装置（1）、锚固套筒（3）、锚固齿（4）、锚固齿转轴（5）和弹簧（7）；所述螺旋加压装置（1）位于锚索自由段（2）的一端，内置有压力监测仪；锚索自由段（2）的另一端与锚固套筒（3）内的锚固齿转轴（5）相连，锚固套筒（3）内设有至少两组锚固齿（4）和至少两个锚固齿转轴（5），锚固齿转轴（5）之间通过连杆（14）连接，锚固套筒（3）上设有限位锚固齿（4）上移并可使锚固齿（4）下移的豁口（15）；两个锚固齿（4）对称的套装在锚固齿转轴（5）上，能随着锚固齿转轴（5）的上下移动而围绕锚固齿转轴（5）转动，从而进出锚固套筒（3）的豁口（15）；所述弹簧（7）位于锚固套筒（3）内底部的底面上。2.根据权利要求1所述的锚索，其特征在于：所述锚固齿转轴（5）的两端与锚固套筒（3）滑动连接。3.根据权利要求1所述的锚索，其特征在于：所述锚固套筒（3）设有拉拔孔（9），用于阻止锚固齿转轴（5）上移的拉拔栓（8）从拉拔孔横穿锚固套筒（3）。4.根据权利要求1所述的锚索，其特征在于：所述弹簧（7）上部设有弹簧垫板（6）。5.一种锚固监测实验系统，其特征在于：包括如权利要求1至4所述的锚索、锚索腰梁（11）、横向滑轨（13）和纵向滑轨（12）；所述各锚索与横向滑轨（13）滑动连接，横向滑轨（13）与纵向滑轨（12）滑动连接；起固定岩土体作用的锚索腰梁（11）与在横向滑轨（13）方向上的各锚索自由段（...

【专利技术属性】
技术研发人员：张骞，赵维刚，杜彦良，王景春，高阳，李新志，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：河北;13