一种用于土体的锚杆动态拉拔试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于土体的锚杆动态拉拔试验装置，包括试验箱，所述试验箱中形成顶部敞开的安装空间，所述安装空间中设置有土样加载装置，所述土样加载装置中形成土样容纳空间，所述土样加载装置上方设置有对锚杆动态拉拔的锚杆动态拉拔装置和监测用的监测装置。本发明专利技术的土样加载系统适用于土体，其滑动式加载板之间发生相对位移，土样加载装置仍可正常工作，将荷载传递至土，使土样处于既定应力状态。本发明专利技术采用作动器对对锚杆进行动态拉拔，该加载方式通过向作动器输入荷载时程曲线可对锚杆施加各种动、静荷载。配合布设于系统中的传感器，用于研究处于不同应力状态土体中锚杆动态拉拔时的锚固性能和动力响应。 1

【技术实现步骤摘要】
一种用于土体的锚杆动态拉拔试验装置
本专利技术属于岩土锚固工程领域，具体涉及一种用于土体的锚杆动态拉拔试验装置。
技术介绍
锚杆支护作为一种经济、有效的加固方式，被广泛应用于地下工程、边坡工程、结构抗浮工程和深基坑工程。土体锚固依赖埋设在地层中的锚杆与周围土体的抗剪强度传递结构物拉力或加固地层本身，用来保证结构和土体的稳定性。锚杆能成功锚固于地层取决于地层抵抗锚杆被拔出的抗力，其抗力不仅于土体种类有关，还与土体所处应力状态有关。随着锚杆应用范围的不断扩大，地震效应与重复荷载对锚杆的影响也被提出，锚杆承受地震效应时所承受的地震应力来自于垂直方向的加速度，锚杆所受竖向应力随着振动时会发生变化。锚杆重复荷载主要来自温度变化、潮汐现象、风动压力和波浪荷载，现有研究表明锚杆在承受重复荷载时会引起锚杆的附加位移，并且锚杆附加位移受到荷载振幅的影响，在锚杆承受重复荷载时仅考虑静力荷载的传统设计是不合理的。因此在动态荷载作用下，锚固于不同应力状态的土体中的锚杆锚固性能和动态响应具有重要的研究价值。无论是研究不同应力状态下锚杆的锚固性能还是动态响应，原位测试和模型试验都是最直接、最有效的手段。但是，原位测试往往受到环境条件的限制和各种不稳定因素的影响，难以开展，室内模型试验与原位测试相比实验的可控性较强，受外界干扰小，有利于发现规律。对于动态荷载作用下锚固在不同应力状态土体中锚杆锚固性能和动力响应的模型试验非常有限，既有的试验装置不能很好模拟实际情况。开展动态荷载作用下锚固在不同应力状态土体中锚杆锚固性能和动力响应的模型试验难点是：1.对土体加载使土处于既定的应力状态；2.对锚杆进行动态拉拔。为解决问题1，公开号为CN103698215A，公开日期为2014年4月02日的中国专利锚索拉拔试验装置，采用预压装置对土体进行加压，但该装置对土体施加的两个主应力大小相同，和实际情况不符。公开号为CN103398901A，公开日期为2013年11月20日的中国专利一种锚杆室内拉拔试验装置，通过千斤顶对试样加载，能够使其试样主应力大小不同，因土体弹性模量相对岩石较小，该装置对土样施加荷载时土样会产生较大压缩，加载装置难以正常工作，该装置难以适用于土体。为解决问题2，公开号为105510158A，公开日期为2016年4月20日的中国专利锚固体动态拉伸实验装置及实验方法，通过重锤-杠杆装置将重锤自由落体的冲击荷载转换-放大为对锚杆上的冲击荷载，但该装置仅能对锚杆施加冲击荷载，并且在施加重复荷载时存在诸多不便。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种用于土体的锚杆动态拉拔试验装置。本专利技术的技术方案是：一种用于土体的锚杆动态拉拔试验装置，包括试验箱，所述试验箱中形成顶部敞开的安装空间，所述安装空间中设置有土样加载装置，所述土样加载装置中形成土样容纳空间，所述土样加载装置上方设置有对锚杆动态拉拔的锚杆动态拉拔装置和监测用的监测装置。所述试验箱包括底座，所述底座上端设置有装配千斤顶的反力装置，所述底座中形成导向土样加载装置的活动槽，所述底座上端形成圆形通孔，所述圆形通孔中设置有套筒固定装置,所述圆形通孔小于套筒固定装置，圆形通孔的直径略大于测试锚杆，所述套筒固定装置直径大于圆形通孔直径。所述反力装置围合形成安装空间，所述圆形通孔位于安装空间内，所述套筒固定装置为顶部形成卡扣的圆筒，所述圆筒上端设置有套筒，所述套筒内径为测试锚杆的埋设孔。所述土样加载装置包括设置在反力装置内侧的千斤顶、由千斤顶驱动的滑动式加载板和套筒。所述滑动式加载板包括加载板底座，所述加载板底座上端设置有加载板，所述加载板的驱动侧设置有沿加载板横向滑动的滑动板和滚筒，所述滑动板端面形成与千斤顶的伸缩端相固定的伸缩端固定槽，所述加载板底座下端设置有放置在活动槽中的万向轮。所述加载板、加载板底座的一侧均设置有滑块A，所述加载板的加压侧形成直线滑轨A，所述加载板底座上设置有护住其滑块A的挡土盖，所述加载板下沿处设置有挡土条。所述锚杆动态拉拔装置包括承托板，所述承托板上端设置有定滑轮、作动器、固定支架，所述作动器的驱动端与沿固定支架滑动的荷载传递板相连，所述荷载传递板中设置有钢索，所述钢索置于定滑轮的轴向槽中，所述钢索自由端通过锚杆夹具与测试锚杆相连。所述荷载传递板两侧形成滑块B，所述固定支架处形成直线滑轨B，所述滑块B外侧形成咬合直线滑轨B的凹槽，所述凹槽内侧壁处形成防脱凸起，所述荷载传递板中设置有固定钢索的钢索固定器。所述底座上端设置有钢管立柱，所述承托板固定在钢管立柱上，所述底座上端还设置有固定反力装置的角钢支撑。所述监测装置包括设置在锚杆夹具上的位移传感器、测试锚杆外露部分安放的加速度传感器、沿测试锚杆杆身布置应变片、千斤顶伸缩端上布设的荷重传感器。本专利技术解决了现有锚杆拉拔试验装置难以为土体施加荷载使处于既定应力状态问题，而且具有锚杆动态拉拔装置，配合布设的传感器，用于研究处于不同应力状态土体中锚杆动态拉拔时的锚固性能和动力响应。本专利技术的土样加载系统适用于土体，土体弹性模量相对于岩石较小，承受荷载时压缩量较大，此时滑动式加载板之间发生相对位移，土样加载装置仍可正常工作，将荷载传递至土，使土样处于既定应力状态。本专利技术采用作动器对对锚杆进行动态拉拔，解决以往锚杆拉拔试验装置，仅能对锚杆施加线性拉力或者冲击荷载的问题。该加载方式通过向作动器输入荷载时程曲线可对锚杆施加各种动、静荷载。配合布设于系统中的传感器，用于研究处于不同应力状态土体中锚杆动态拉拔时的锚固性能和动力响应。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术中试验箱的示意图；图3是本专利技术中土样加载装置的示意图；图4是本专利技术中锚杆动态拉拔装置的示意图；图5是本专利技术中滑动加载板的前视立体图；图6是本专利技术中滑动加载板的后视立体图；图7是本专利技术中荷载传递板的示意图；图8是本专利技术中测试锚杆的示意图；图9是本专利技术中土样加载装置的原理图；其中：1试验箱1-1底座1-2反力装置1-3活动槽1-4圆形通孔1-5套筒固定装置1-6角钢支撑1-7钢管立柱2土样加载装置2-1千斤顶2-2滑动式加载板2-2-1加载板底座2-2-2加载板2-2-3滑动板2-2-4滚筒2-2-5伸缩端固定槽2-2-6万向轮2-2-7挡土盖2-2-8挡土条2-2-9滑块A2-2-10直线滑轨A2-3套筒3锚杆动态拉拔装置3-1锚杆夹具3-2钢索3-3定滑轮3-4作动器3-5承托板3-6荷载传递板3-7固定支架3-8直线滑轨B3-9滑块B3-10钢索固定器4监测装置4-1位移传感器4-2加速度传感器4-3应变片4-4荷重传感器5测试锚杆6土样7胶结料。具体实施方式以下，参照附图和实施例对本专利技术进行详细说明：如图1~9所示，一种用于土体的锚杆动态拉拔试验装置，包括试验箱1，所述试验箱1中形成顶部敞开的安装空间，所述安装空间中设置有土样加载装置2，所述土样加载装置2中形成土样容纳空间，所述土样加载装置2上方设置有对锚杆动态拉拔的锚杆动态拉拔装置3和监测用的监测装置4。所述试验箱1包括底座1-1，所述底座1-1上端设置有装配千斤顶2-1的反力装置1-2，所述底座1-1中形成导向土样加载装置2的活动槽1-3，所述底座1-1上端形成圆形通孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于土体的锚杆动态拉拔试验装置，包括试验箱（1），其特征在于：所述试验箱

【技术特征摘要】
1.一种用于土体的锚杆动态拉拔试验装置，包括试验箱（1），其特征在于：所述试验箱（1）中形成顶部敞开的安装空间，所述安装空间中设置有土样加载装置（2），所述土样加载装置（2）中形成土样容纳空间，所述土样加载装置（2）上方设置有对锚杆动态拉拔的锚杆动态拉拔装置（3）和监测用的监测装置（4）。2.根据权利要求1所述的一种用于土体的锚杆动态拉拔试验装置，其特征在于：所述试验箱（1）包括底座（1-1），所述底座（1-1）上端设置有装配千斤顶（2-1）的反力装置（1-2），所述底座（1-1）中形成导向土样加载装置（2）的活动槽（1-3），所述底座（1-1）上端形成圆形通孔（1-4），所述圆形通孔（1-4）中设置有套筒固定装置（1-5）,所述圆形通孔（1-4）小于套筒固定装置（1-5），圆形通孔（1-4）的直径略大于测试锚杆（5），所述套筒固定装置（1-5）直径大于圆形通孔（1-4）直径。3.根据权利要求2所述的一种用于土体的锚杆动态拉拔试验装置，其特征在于：所述反力装置（1-2）围合形成安装空间，所述圆形通孔（1-4）位于安装空间内，所述套筒固定装置（1-5）为顶部形成卡扣的圆筒，所述圆筒上端设置有套筒（2-3），所述套筒（2-3）内径为测试锚杆（5）的埋设孔。4.根据权利要求3所述的一种用于土体的锚杆动态拉拔试验装置，其特征在于：所述土样加载装置（2）包括设置在反力装置（1-2）内侧的千斤顶（2-1）、由千斤顶（2-1）驱动的滑动式加载板（2-2）和套筒（2-3）。5.根据权利要求4所述的一种用于土体的锚杆动态拉拔试验装置，其特征在于：所述滑动式加载板（2-2）包括加载板底座（2-2-1），所述加载板底座（2-2-1）上端设置有加载板（2-2-2），所述加载板（2-2-2）的驱动侧设置有沿加载板（2-2-2）横向滑动的滑动板（2-2-3）和滚筒（2-2-4），所述滑动板（2-2-3）端面形成与千斤顶（2-1）的伸缩端相固定的伸缩端固定槽（2-2-5），所述加载板底座（2-2-1）下端设置有放置在活动槽（...

【专利技术属性】
技术研发人员：董捷，仲帅，许鹏飞，杨云，王志岗，赵聪，
申请(专利权)人：河北建筑工程学院，
类型：发明
国别省市：河北,13