一种基于先张法制作加预应力锚杆的含裂隙岩样的模具制造技术

本发明专利技术属于岩土工程领域，具体地，涉及一种基于先张法制作加预应力锚杆的含裂隙岩样的模具。主要包括成型模具、4个固定滑槽、可动滑槽、螺栓、锚杆、云母片，其特征在于：所述的成型模具由底板和侧板组成，长边侧板上设有锚杆孔，锚杆穿过锚杆孔插入成型模具内部；云母片为硬质、低强度的矩形薄片，根据锚杆支护的位置将云母片提前打孔以便锚杆能从云母片中穿入。本发明专利技术的成型模具拼接固定后，将锚杆穿过锚杆孔和云母片上的孔洞插入成型模具内部；借助张拉机械将锚杆拉至规定控制应力，向模具中灌注砂浆材料；待砂浆材料达到规定强度后，放松锚杆对试样施加预应力，云母片不需要拔出，养护成型完成加预应力锚杆的含裂隙岩样。该模具可以精确定位裂隙并施加预应力锚杆，工作效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于先张法制作加预应力锚杆的含裂隙岩样的模具
本专利技术涉及岩土工程领域，特别地涉及一种基于先张法制作加预应力锚杆的含裂隙岩样的模具。
技术介绍
岩体由多种矿物质和有机质组成，在形成过程中还受到地应力、风化作用等因素的影响，导致岩体内部存在许多孔洞、裂隙、节理等，这些微缺陷在外部荷载作用下使岩体的受力性能和破坏形式发生改变。大量工程实践表明，岩石工程的失稳破坏，通常是由于内部裂隙的张开、闭合、扩展以及贯通而产生新的剪切滑动面所引起的。锚杆是当代岩土工程中最基本的支护构件，通过锚杆杆体的纵向拉力作用，改善岩土体抗拉强度远低于其抗压强度的缺点，它可以有效地将围岩加固在一起，使围岩自身支护自身，现在广泛应用于边坡、隧道、坝体等工程技术中，而预应力锚杆的出现更是能及时提供支护抗力，加强对地层和结构物的变形控制能力，有利于岩体的稳定。自1912年德国的谢列兹矿最先采用锚杆支护井下巷道以来,锚杆支护便由于结构简单、施工方便、成本低和对工程适应性强等特点,在土木工程(包括岩土工程)中得到了广泛应用。自20世纪50年代以来，我国锚杆支护技术从开始应用到不断发展：如在三峡大坝施工时，使用了大量锚杆来维护开挖的边坡和岩壁；又如我国在龙羊峡水电工程中,成功试验了10000kN的预应力锚杆并在多个工程中获得应用。然而，现有的制作加预应力锚杆的含裂隙岩样的模具很难准确模拟岩石试块中裂隙面的倾角、位置、长度等；锚杆定位难度较大；调整裂隙面或锚杆参数需重新制作模具，工作效率低、试验周期长且浪费模具材料。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术提供一种基于先张法制作加预应力锚杆的含裂隙岩样的模具。为了实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种基于先张法制作加预应力锚杆的含裂隙岩样的模具，包括成型模具、4个固定滑槽、可动滑槽、螺栓、锚杆、云母片。其特征在于成型模具由1块底板和4块侧板组成，底板和长边侧板均设有凹槽，短边侧板可插入凹槽中与底板和长边侧板完成拼接，并通过螺栓固定形成整体；长边侧板上设有锚杆孔，锚杆穿过锚杆孔插入成型模具内部，穿过的锚杆孔位置决定锚杆的定位；固定滑槽和可动滑槽是沿轴向开有直槽孔的长条状金属构件；固定滑槽位于成型模具的侧板上部，由位于长边侧板顶端两侧的螺栓固定；固定滑槽的直槽孔内设有可滑动螺栓，可动滑槽通过可滑动螺栓与固定滑槽实现固定，改变可滑动螺栓的位置，可动滑槽借助不同的可滑动螺栓，从而在不同位置以不同角度与固定滑槽完成搭接；云母片为硬质、低强度的矩形薄片，其上端固定在可动滑槽的直槽孔内，根据锚杆支护的位置将云母片提前打孔以便锚杆能从云母片中穿入，按设计需要加工不同规格的多组云母片，采用可动滑槽来控制云母片分布位置，实现对裂隙位置和尺寸的控制。本专利技术的成型模具拼接固定后，按设计要求固定可动滑槽和带孔云母片的位置，将锚杆穿过锚杆孔和云母片上的孔洞插入成型模具内部；借助张拉机械将锚杆拉至规定控制应力(测力计测量)，向模具中灌注砂浆材料；待砂浆材料达到规定强度后，放松锚杆对试样施加预应力，云母片不需要拔出，养护成型完成加预应力锚杆的含裂隙岩样。相对于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：1、该模具可以用尽可能少的材料准确制作多种裂隙角度和长度的裂隙试块，操作简单，可重复使用。2、该模具可以精确定位裂隙和锚杆的位置，工作效率高。附图说明图1：模具整体组合图。图2：模具内部示意图。图中：1.模具底板，2.模具长边侧板，3.模具短边侧板，4.凹槽，5.固定模具长边侧板的螺栓，6.固定模具侧板与底板的螺栓，7.锚杆孔，8.锚杆，9.固定滑槽，10.可动滑槽，11.固定滑槽的螺栓，12.可滑动螺栓，13.带孔云母片。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进一步说明。如图1-图2所示，基于先张法制作加预应力锚杆的含裂隙岩样的模具包括1.模具底板，2.模具长边侧板，3.模具短边侧板，4.凹槽，5.固定模具长边侧板的螺栓，6.固定模具侧板与底板的螺栓，7.锚杆孔，8.锚杆，9.固定滑槽，10.可动滑槽，11.固定滑槽的螺栓，12.可滑动螺栓，13.带孔云母片。本实施例中所采用的成型模具为钢模，由长边两侧板2、短边两侧板3和模具底板1组成，侧板和底板厚度为10mm，底板1和长边侧板2均设有凹槽4，短边侧板3可插入凹槽4中与底板1和长边侧板2完成拼接，并通过螺栓5、6固定形成整体，保证注浆和振捣时模具不会错位；长边侧板2上设有锚杆孔7，锚杆8穿过锚杆孔7插入成型模具内部，穿过的锚杆孔7位置决定锚杆8的定位；固定滑槽9和可动滑槽10是沿轴向开有直槽孔的长条状金属构件；固定滑槽9位于成型模具的侧板上部，由位于长边侧板2顶端两侧的螺栓11固定；固定滑槽9的直槽孔内设有可滑动螺栓12，可动滑槽10通过可滑动螺栓12与固定滑槽9实现固定，改变可滑动螺栓12的位置，可动滑槽10借助不同的可滑动螺栓12，从而在不同位置以不同角度与固定滑槽9完成搭接；云母片13为硬质、低强度的矩形薄片，其上端固定在可动滑槽10的直槽孔内，根据锚杆8支护的位置将云母片13提前打孔以便锚杆8能从云母片13中穿入，按设计需要加工不同规格的多组云母片13，采用可动滑槽10来控制云母片13分布位置，实现对裂隙位置和尺寸的控制。本专利技术的成型模具拼接固定后，按设计要求固定可动滑槽10和带孔云母片13的位置，将锚杆8穿过锚杆孔7和云母片13上的孔洞插入成型模具内部；借助张拉机械将锚杆8拉至规定控制应力(测力计测量)，向模具中灌注砂浆材料；待砂浆材料达到规定强度后，放松锚杆8对试样施加预应力，云母片13不需要拔出，将试样放入恒温恒湿养护箱养护28天，养护条件为温度20±2℃、相对湿度95％以上，养护成型完成加预应力锚杆的含裂隙岩样。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于先张法制作加预应力锚杆的含裂隙岩样的模具，包括成型模具、4个固定滑槽、可动滑槽、螺栓、锚杆、云母片；其特征在于成型模具由1块底板和4块侧板组成，底板和长边侧板均设有凹槽，短边侧板可插入凹槽中与底板和长边侧板完成拼接，并通过螺栓固定形成整体；长边侧板上设有锚杆孔，锚杆穿过锚杆孔插入成型模具内部，穿过的锚杆孔位置决定锚杆的定位；固定滑槽和可动滑槽是沿轴向开有直槽孔的长条状金属构件；固定滑槽位于成型模具的侧板上部，由位于长边侧板顶端两侧的螺栓固定；固定滑槽的直槽孔内设有可滑动螺栓，可动滑槽通过可滑动螺栓与固定滑槽实现固定，改变可滑动螺栓的位置，可动滑槽借助不同的可滑动螺栓，从而在不同位置以不同角度与固定滑槽完成搭接；云母片为硬质、低强度的矩形薄片，其上端固定在可动滑槽的直槽孔内，根据锚杆支护的位置将云母片提前打孔以便锚杆能从云母片中穿入，按设计需要加工不同规格的多组云母片，采用可动滑槽来控制云母片分布位置，实现对裂隙位置和尺寸的控制。

【技术特征摘要】
1.一种基于先张法制作加预应力锚杆的含裂隙岩样的模具，包括成型模具、4个固定滑槽、可动滑槽、螺栓、锚杆、云母片；其特征在于成型模具由1块底板和4块侧板组成，底板和长边侧板均设有凹槽，短边侧板可插入凹槽中与底板和长边侧板完成拼接，并通过螺栓固定形成整体；长边侧板上设有锚杆孔，锚杆穿过锚杆孔插入成型模具内部，穿过的锚杆孔位置决定锚杆的定位；固定滑槽和可动滑槽是沿轴向开有直槽孔的长条状金属构件；固定滑槽位于成型模具的侧板上部，由位于长边侧板顶端两侧的螺栓固定；固定滑槽的直槽孔内设有可滑动螺栓，可动滑槽通过可滑动螺栓与固定滑槽实现固定，改变可滑动螺栓的位置，可动滑槽借助不同的可滑动螺栓，从而在不同位置以不同角度与...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文东，罗光宇，黄晨晨，井文君，张连震，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37