测试评价隧道锚固围岩复合承载性能的试验系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种测试评价隧道锚固围岩复合承载性能的试验系统及方法，包括支撑装置，所述的支撑装置分为左、中、右三部分，中部分内部设有待测锚固围岩模型；左、右部分内部设置有柔性加载气囊，所述的柔性加载气囊与待测锚固围岩模型之间安装有弹性橡胶传力层；所述的柔性加载气囊与第一动力源相连，实现该气囊的充排气；所述的第一动力源与中心控制系统相连，可实现包括但不限于单纯加卸载、循环荷载工况下的锚固围岩复合承载性能的有效测试。评价方法可对影响隧道锚固围岩复合承载性能的各类相关因素进行统计分析，得到力学性能影响的显著性因素及影响规律，以指导隧道围岩锚固支护方案的设计与实施。

Test system and method for testing and evaluating the composite bearing capacity of tunnel anchorage surrounding rock

The invention discloses a test evaluation of tunnel surrounding composite bearing performance test system and method, which comprises a supporting device, the supporting device is divided into left and right, in the three part, in part with internal anchorage rock model to be tested; the left and right parts are arranged inside the flexible loading gasbag, the flexible loading gasbag and the measured elastic rubber layer is arranged between the anchoring force of rock model; flexible loading the air bag is connected with the first power source, to achieve charge and exhaust of the airbag; the first power source is connected with the central control system can be realized, including but not limited to simple loading, cyclic loading conditions of the anchorage the surrounding rock bearing capacity of composite effective test. The evaluation method can statistically analyze all kinds of related factors that affect the composite bearing capacity of tunnel anchored surrounding rock, and get significant factors and influence rules of mechanical performance, so as to guide the design and implementation of surrounding rock anchorage support scheme.

【技术实现步骤摘要】
测试评价隧道锚固围岩复合承载性能的试验系统及方法
本专利技术涉及隧道支护技术测试领域，尤其涉及一种测试评价隧道锚固围岩复合承载性能的试验系统及方法。
技术介绍
当前，随着各类隧道或地下工程建设规模和速度的迅猛发展，隧道或地下工程对支护结构的安全性要求也越来越高，支护结构既要保证施工期间围岩的稳定，同时还需要保证围岩长期的安全问题。当隧道或地下工程开挖后，由于应力重分布现象，造成隧道周边一定范围内围岩产生松动破坏。此时，通过安装锚杆并施加一定的预应力，可为松动破坏范围内围岩提供径向约束，使锚杆与围岩形成锚固围岩复合体承载结构，共同抵抗外部围岩传来的围岩压力作用，有效控制围岩变形破坏，已成为解决地下工程稳定性问题最经济有效的方法之一，也被广泛应用于边坡防护、基坑支护等工程领域。锚固围岩复合体承载结构能否有效形成是影响隧道围岩稳定性的关键。一方面，锚固围岩复合体承载性能受围岩强度等级、锚杆长度、布设方式、杆体直径、锚固长度、预应力、杆体材质强度等级及锚固剂强度等级等参数的影响。此外，受隧道循环爆破开挖震动影响或临近开挖扰动效应影响，锚固围岩将不可避免的受到周期循环荷载或单纯加卸载等荷载作用本文档来自技高网...

【技术保护点】
测试评价隧道锚固围岩复合承载性能的试验系统，其特征在于，包括支撑装置，所述的支撑装置分为左、中、右三部分，中部分内部设有待测锚固围岩模型；左、右部分内部设置有柔性加载气囊，所述的柔性加载气囊与待测锚固围岩模型之间安装有弹性橡胶传力层；所述的柔性加载气囊与第一动力源相连，实现该气囊的充排气；所述的第一动力源与中心控制系统相连，可实现包括但不限于单纯加卸载、循环荷载工况下的锚固围岩复合承载性能的有效测试。

【技术特征摘要】
1.测试评价隧道锚固围岩复合承载性能的试验系统，其特征在于，包括支撑装置，所述的支撑装置分为左、中、右三部分，中部分内部设有待测锚固围岩模型；左、右部分内部设置有柔性加载气囊，所述的柔性加载气囊与待测锚固围岩模型之间安装有弹性橡胶传力层；所述的柔性加载气囊与第一动力源相连，实现该气囊的充排气；所述的第一动力源与中心控制系统相连，可实现包括但不限于单纯加卸载、循环荷载工况下的锚固围岩复合承载性能的有效测试。2.如权利要求1中的测试评价隧道锚固围岩复合承载性能的试验系统，其特征在于，所述的支撑装置包括底部基座，底部基座上表面左、右两端部设置有约束护罩，底部基座上表面两端部约束护罩之间安装有可视化面框，共同构成了支撑装置左、中、右三部分；所述约束护罩顶部及周边由钢板围护而成，且朝向待测锚固围岩模型的一侧为开口设置。3.如权利要求2中的测试评价隧道锚固围岩复合承载性能的试验系统，其特征在于，所述的可视化面框由U形钢板制作而成，可视化面框前、后两端部其中一侧的钢板设置开口，开口部位活动设置有端部挡板，端部挡板尺寸与待测锚固围岩模型横截面尺寸一致；当拆除端部挡板后，可模拟隧道围岩开挖卸荷效应，待测锚固围岩模型拆除端部挡板后的该侧端面可模拟靠近隧道内部的围岩临空面。4.如权利要求3中的测试评价隧道锚固围岩复合承载性能的试验系统，其特征在于，所述的可视化面框顶部为环框形结构，环框形结构下表面嵌有高强玻璃，可用于待测锚固围岩模型破裂演化过程的实时可视化监测。5.如权利要求1中的测试评价隧道锚固围岩复合承载性能的试验系统，其特征在于，所述的柔性加载气囊安装于约束护罩内部；所述的柔性加载气囊通过进、排气管与第一动力源相连，实现柔性加载气囊的充排气；所述的第一动力源为高压气泵。6.如权利要求1中的测试评价隧道锚固围岩复合承载性能的试验系统，其特征在于，所述的柔性加载气囊及待测锚固围岩模型内部围岩、锚杆、锚固剂等部位安装有应力监测传感器，待测锚固围岩模型临空面处安装有位移监测传感器和声发射监测传感器，所述的应力监测传感器、位移监测传感器、声发射监测传感器与中心控制系统相连。7.利用权利要求1~6任一所述的测试评价隧道锚固围岩复合承载性能的试验系统的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：移除可视化面框及端部挡板，并根据试验要求，在底部基座上表面中部通过逐层夯实或浇筑的方式制作围岩模型；步骤2：待围岩模型养护完成后，安装可视化面框及端部挡板；步骤3：与柔性加载气囊相连的进气管开始进气，当柔性加载气囊加载压力达到待测围岩模型的设计围岩应力时，停止充气，柔性加载气囊处于稳压状态；步骤4：移除可视化面框部位的端部挡板，模拟隧道开挖卸荷效...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪涛，刘平，李晓静，陈云娟，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：山东,37