一种隧道初期支护与土质围岩粘结强度的测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于隧道工程测试设备技术领域，尤其涉及一种隧道初期支护与土质围岩粘结强度的测试装置。本实用新型专利技术通过底座、三个反力架及分别固定在三个反力架上的切向拱架压力加载装置、轴向拱架压力加载装置、面力加载装置和带有指示表的油缸油压千斤顶动力源的技术方案，分别控制喷射混凝土与拱架不同加载方式，测试喷射混凝土与拱架间切向粘接强度及复杂应力状态下拱架力学行为。能够很好的模拟大断面隧道初期支护与围岩的实际力学状态，对喷射混凝土、钢拱架与土体粘结力实际力学状态进行精确的测试。

A testing device for the bond strength between the initial support of tunnel and soil surrounding rock

The utility model belongs to the technical field of tunnel engineering testing equipment, in particular to a testing device for the bond strength between the initial support of a tunnel and the soil surrounding rock. The utility model respectively controls the different loading modes of shotcrete and arch frame, tests the tangential bonding strength between shotcrete and arch frame, and tests the shear bonding strength between shotcrete and arch frame through the technical scheme of the base, three reaction frames and the tangential arch frame pressure loading device, the axial arch frame pressure loading device, the surface force loading device and the hydraulic cylinder hydraulic jack power source with indicator. The mechanical behavior of arch under complex stress state. It can well simulate the actual mechanical state of the initial support and surrounding rock of large section tunnel, and accurately test the actual mechanical state of the bonding force between shotcrete, steel arch and soil.

【技术实现步骤摘要】
一种隧道初期支护与土质围岩粘结强度的测试装置
本技术属于隧道工程测试设备
，尤其涉及一种隧道初期支护与土质围岩粘结强度的测试装置。
技术介绍
喷射混凝土与钢拱架构成的初期支护与围岩的粘结性能是新奥法施工过程中衬砌结构受力状态的决定性因素之一。目前，规范中测试喷射混凝土与拱架间连接措施，多为法向抗拉拔经验值，但这与实际初期支护与围岩多呈现切向粘接受力状态不符。因此，需要一种能够测试喷射混凝土、钢拱架与土体粘结力实际力学状态的测试装置。
技术实现思路
本技术提供了一种隧道初期支护与土质围岩粘结强度的测试装置，目的在于提供一种能够精确测试喷射混凝土、钢拱架与土体粘结力实际力学状态的测试装置。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种隧道初期支护与土质围岩粘结强度的测试装置，包括：底座，上表面具有上部敞口用于承载待测物的置物盒，置物盒外侧壁连接有四根支柱，四根支柱分成两组，两组支柱相对对称设置；三个反力架，其中两个连接在一组支柱上，另一个连接在另一组支柱上；三组加载装置，分别连接在三个反力架上；一组驱动装置，与三组加载装置分别连接，用于加载装置的驱动。还包括位移测试装置和控制装置；所述的位移测试装置与待测物接触；所述的控制装置与驱动装置电连接。所述的位移测试装置是微型位移传感器。所述的四根支柱在相邻个两个支柱之间分别水平连接有支撑横杆。所述的反力架包括切向反力架、轴向反力架和面力反力架；反力架包括切向反力架、轴向反力架和面力反力架均为平底“U”形；所述的切向反力架和轴向反力架水平连接在一组支柱的外侧面，切向反力架和轴向反力架的“U”形口朝内；切向反力架“U”形底边与支柱的距离小于轴向反力架“U”形底边与支柱的距离，所述的面力反力架水平连接在另一组支柱的外侧面，面力反力架的“U”形口朝内。所述的切向反力架“U”形底边的下表面垂直连接有切向拱架压力加载装置，所述的轴向反力架“U”形底边的内侧面水平连接有轴向拱架压力加载装置，所述的面力反力架“U”形底边的下表面连接有面力加载装置，所述的面力加载装置的活动端连接有加载板。所述的切向拱架压力加载装置、轴向拱架压力加载装置和面力加载装置均为液压千斤顶；液压千斤顶的底座分别垂直于切向反力架、轴向反力架和面力反力架固定连接。所述的切向拱架压力加载装置和轴向拱架压力加载装置分别连接有三个，所述的面力加载装置连接有两个；所述的三个切向拱架压力加载装置和三个轴向拱架压力加载装置分成三组，每组包括一个切向拱架压力加载装置和一个轴向拱架压力加载装置，每组的切向拱架压力加载装置和轴向拱架压力加载装置相互垂直连接且轴心线相交。所述的三个切向拱架压力加载装置和三个轴向拱架压力加载装置分别间距相同的连接在切向反力架和轴向反力架上。所述的驱动装置是带有指示表的油缸和油压千斤顶动力源，通过液压管与加载装置连接且为加载装置提供动力。有益效果：本技术通过底座、三个反力架、三组加载装置和一组驱动装置有机结合的技术方案，分别控制喷射混凝土与拱架不同加载方式，测试喷射混凝土与拱架间切向粘接强度及复杂应力状态下拱架力学行为。能够很好的模拟大断面隧道初期支护与围岩的实际力学状态。能够对喷射混凝土、钢拱架与土体粘结力实际力学状态进行精确的测试。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术结构示意图；图2是本技术放置拱架与加载装置连接示意图；图3是本技术喷射完混凝土、实验完成后的状态示意图。图中，1-底座；2-带有指示表的油缸和油压千斤顶动力源；3-置物盒；4-支柱；5-支撑横杆；6-切向反力架；7-轴向反力架；8-面力反力架；9-切向拱架压力加载装置；10-轴向拱架压力加载装置；11-面力加载装置；12-加载板。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例一：根据图1-3所示的一种隧道初期支护与土质围岩粘结强度的测试装置，包括：底座1，上表面具有上部敞口用于承载待测物的置物盒3，置物盒3外侧壁连接有四根支柱4，四根支柱4分成两组，两组支柱4相对对称设置；三个反力架，其中两个连接在一组支柱4上，另一个连接在另一组支柱4上；三组加载装置，分别连接在三个反力架上；一组驱动装置，与三组加载装置分别连接，用于加载装置的驱动。在实际使用时，首先在置物盒3内填充密实土，然后在密实土上放置钢拱架并喷射混凝土，将喷射好的混凝土与三组加载装置相对边的侧面进行切割整理，待喷射的混凝土凝固后，利用加载装置对凝固的混凝土进行耦合加载，测试其应力应变关系。在实际应用时，本技术能够对仅加载钢拱架的测试、仅加载混凝土的实际测试以及加载有钢拱架的混凝土等不同方式的加载进行测试。本技术能够测试一根、两根、三根拱架存在时候的受力特征。本实施例中底座1的置物盒3是由底面为钢板、四周工字钢围成的，支柱4也采用工字钢，保证了本技术测试时的强度需要；本实施例中的三个反力架均采用的是钢质拱架，在具体应用时，也可以采用其他材质的反力架，只要满足测试的强度要求即可。本技术通过分别控制喷射混凝土与拱架不同加载方式，测试喷射混凝土与拱架间切向粘接强度及复杂应力状态下拱架力学行为。可以很好的模拟大断面隧道初期支护与围岩的实际力学状态。能够对喷射混凝土、钢拱架与土体粘结力实际力学状态进行精确的测试。实施例二：根据图1-3所示的一种隧道初期支护与土质围岩粘结强度的测试装置，与实施例一的不同之处在于：还包括位移测试装置和控制装置；所述的位移测试装置与待测物接触；所述的控制装置与驱动装置电连接。优选的是所述的位移测试装置是微型位移传感器。在实际使用时，首先在置物盒3内填充密实土，然后在密实土上放置微型位移传感器，再进行混凝土的喷射，待混凝土凝固后进行测试。通过微型位移传感器测得位移的相关数据，获取的数据再发送给控制装置，实现加载力的控制。在工作过程中的土和混凝土交接界面接触的微型位移传感器及控制装置的设置，能够精确的测试出混凝土的相关数据。实施例三：根据图1-3所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道初期支护与土质围岩粘结强度的测试装置，其特征在于，包括：/n底座(1)，上表面具有上部敞口用于承载待测物的置物盒(3)，置物盒(3)外侧壁连接有四根支柱(4)，四根支柱(4)分成两组，两组支柱(4)相对对称设置；/n三个反力架，其中两个连接在一组支柱(4)上，另一个连接在另一组支柱(4)上；/n三组加载装置，分别连接在三个反力架上；/n一组驱动装置，与三组加载装置分别连接，用于加载装置的驱动。/n

【技术特征摘要】
1.一种隧道初期支护与土质围岩粘结强度的测试装置，其特征在于，包括：
底座(1)，上表面具有上部敞口用于承载待测物的置物盒(3)，置物盒(3)外侧壁连接有四根支柱(4)，四根支柱(4)分成两组，两组支柱(4)相对对称设置；
三个反力架，其中两个连接在一组支柱(4)上，另一个连接在另一组支柱(4)上；
三组加载装置，分别连接在三个反力架上；
一组驱动装置，与三组加载装置分别连接，用于加载装置的驱动。


2.如权利要求1所述的一种隧道初期支护与土质围岩粘结强度的测试装置，其特征在于：还包括位移测试装置和控制装置；所述的位移测试装置与待测物接触；所述的控制装置与驱动装置电连接。


3.如权利要求2所述的一种隧道初期支护与土质围岩粘结强度的测试装置，其特征在于：所述的位移测试装置是微型位移传感器。


4.如权利要求1所述的一种隧道初期支护与土质围岩粘结强度的测试装置，其特征在于：所述的四根支柱(4)在相邻个两个支柱(4)之间分别水平连接有支撑横杆(5)。


5.如权利要求1所述的一种隧道初期支护与土质围岩粘结强度的测试装置，其特征在于：所述的反力架包括切向反力架(6)、轴向反力架(7)和面力反力架(8)；反力架包括切向反力架(6)、轴向反力架(7)和面力反力架(8)均为平底“U”形；所述的切向反力架(6)和轴向反力架(7)水平连接在一组支柱(4)的外侧面，切向反力架(6)和轴向反力架(7)的“U”形口朝内；切向反力架(6)“U”形底边与支柱(4)的距离小于轴向反力架(7)“U”形底边与支柱(4)的距离，所述的面力反力架(8)水平连接在另一组支柱(4)的外侧面，面力反力架(8)的“U”形口朝内。


6.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈孙恩，郭平，谢卓吾，屈瀑，郭霖，李东顺，赵庆伦，蒲永，管国梁，崔敬轩，李志伟，王哲，王佳戈，周昆，陈鸿，李亮亮，张成勇，梁振，林琳，赵伟，秦召，
申请(专利权)人：中铁隧道集团二处有限公司，西安科技大学，
类型：新型
国别省市：河北;13