本实用新型专利技术公开了一种锚索与内锚头的力学特性测试装置，包括环境模拟组件，环境模拟组件内设置有锚索锚头模拟组件、应力变形监测组件，环境模拟组件包括箱体、盖板、模拟砂浆、模拟围岩，锚索锚头模拟组件包括模拟锚索、模拟内锚头、千斤顶，模拟内锚头的体积为实际锚头体积沿轴线切分的一半，模拟内锚头放置在模拟围岩内，模拟内锚头的一端与模拟锚索的一端相连接，模拟锚索的另一端依次穿过模拟围岩、箱体侧壁后与千斤顶相连接；所述应力变形监测组件包括锚索轴力监测传感器、围岩砂浆变形监测辅助线、围岩砂浆内部应力监测压力盒、视频监测架、视频监测器。
【技术实现步骤摘要】
一种锚索与内锚头的力学特性测试装置
本技术涉及岩土工程领域，尤其涉及一种锚索与内锚头的力学特性测试装置。
技术介绍
锚索是边坡加固中最常见和有效的加固措施之一，内锚头作为锚索内锚固段的核心构件，其力学特征决定锚索所能提供的最大抗拔力，因此，内锚头的结构设计和优化是提高锚索特性的有效手段，但是，由于锚索与内锚头均处于围岩和砂浆中，不易对其在张拉时的力学特性做出检测。目前，锚索与内锚头力学特性测试缺乏有效的室内试验设备，给岩土工程领域的发展造成了一定的阻碍。
技术实现思路
本技术目的是针对上述问题，提供一种结构简单、操作便利的锚索与内锚头的力学特性测试装置。为了实现上述目的，本技术的技术方案是：一种锚索与内锚头的力学特性测试装置，包括环境模拟组件，环境模拟组件内设置有锚索锚头模拟组件、应力变形监测组件，所述环境模拟组件包括箱体、盖板、模拟砂浆、模拟围岩，箱体顶端开口且箱体顶端连接盖板，盖板由透明材料制成，箱体内填充有模拟砂浆和模拟围岩，模拟围岩位于模拟砂浆中部，模拟围岩内设置有锚索锚头模拟组件；所述锚索锚头模拟组件包括模拟锚索、模拟内锚头、千斤顶，模拟内锚头的体积为实际锚头体积沿轴线切分的一半，模拟内锚头放置在模拟围岩内，模拟内锚头的一端与模拟锚索的一端相连接，模拟锚索的另一端依次穿过模拟围岩、箱体侧壁后与千斤顶相连接；所述应力变形监测组件包括锚索轴力监测传感器、围岩砂浆变形监测辅助线、围岩砂浆内部应力监测压力盒、视频监测架、视频监测器；锚索轴力监测传感器设置在模拟锚索的两端，围岩砂浆变形监测辅助线设置在模拟内锚头外侧的盖板上端面，围岩砂浆内部应力监测压力盒有若干个且等间距设置在模拟砂浆、模拟围岩内，视频监测架底端与箱体或地面固定连接，视频监测架顶端固定连接视频监测器，视频监测器的摄像头朝向围岩砂浆变形监测辅助线。进一步的，所述箱体包括底板、前侧板、后侧板、左侧板、右侧板，底板、前侧板、后侧板、左侧板、右侧板焊接成呈密封状态的矩形箱体。进一步的，所述千斤顶的一端与左侧板相接触，另一端与模拟锚索的一端连接。进一步的，所述模拟围岩的横截面呈半圆形，模拟围岩内设置有用于模拟锚索穿过的锚孔。进一步的，所述锚索的一端与锚头靠近右侧板的一端相连接，锚索的另一端依次穿过锚头、模拟围岩、箱体侧壁后与千斤顶相连接。进一步的，所述围岩砂浆变形监测辅助线为两组刻画在盖板上端面且相互垂直的刻度线，每组刻度线为两条且相互平行。进一步的，所述围岩砂浆内部应力监测压力盒并排设置在锚索下方的前后两侧。进一步的，所述模拟锚索为钢绞线。与现有技术相比，本技术具有的优点和积极效果是：本技术通过环境模拟组件可实现不同围岩、砂浆以及锚孔等赋存环境的模拟，为锚索及内锚头力学特性测试提供了基础条件；通过锚索锚头模拟组件可实现不同内锚头、锚索的张拉过程模拟；通过应力变形监测组件可实现锚索张拉过程中砂浆、围岩变形破坏的全过程以及应力变形数据信息，通过三个组件的配合工作，可以实现在不同条件下的锚索张拉过程模拟并得到准确的应力变形测试数据，为锚索与内锚头的力学特性测试提供了研究基础，给岩土领域的研究工作带来了便利。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，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术的结构示意图；图2为图1的A-A剖视图；图3为图1的B-B剖视图。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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。如图1、图2和图3所示，一种适用于锚索与内锚头的力学特性测试的试验装置，包括环境模拟组件1，锚索锚头模拟组件2、应力变形监测组件3。环境模拟组件1包括由底板101、左侧板105、右侧板104、后侧板102、前侧板103、透明观测盖板106组成的长方体框架，框架尺寸可根据模拟环境自行确定。其中左侧板105起到加载反力的作用，对其刚度要求更高，本技术中左侧板105设计为30mm的厚钢板；为便于观察试验过程中围岩及砂浆材料的变形特性，顶板采用透明观测盖板106。模拟砂浆107和模拟围岩108均通过现场浇筑实现，浇筑过程中根据轴对称模型特点，取实际情况的一半作为研究对象，按轴对称物体特性通过一半岩体和砂浆模拟实际条件是可行的。锚索锚头模拟组件2包括模拟内锚头201、模拟锚索202及加载千斤顶203。为了边坡观察，模拟内锚头201为实际模型的一半，按轴对称物体特性通过一半锚头实际条件是可行的，模拟内锚头201根据设计图纸可以通过3D打印或钢铁浇筑等方法制作完成；模拟锚索202为实际锚索使用的钢绞线，因此实际模拟的是轴对称的两条钢绞线条件的锚索张拉工况；加载千斤顶203为液压伺服控制千斤顶，便于试验过程中张拉荷载控制。应力变形监测系统3包括锚索轴力监测传感器301、围岩砂浆变形监测辅助线302、围岩砂浆内部应力监测压力盒303、视频监测架304和视频监测设备305。围岩砂浆变形监测辅助线302为在模拟内锚头201附近位置人为刻画带有标尺的两组相互垂直的辅组线，通过视频监控就可以获得锚索张拉过程中围岩、砂浆变形全过程。该测试装置的测试步骤如下：S1、通过混凝土配比的调整，制作代表不同强度的模拟围岩108，制作过程中通过预制圆通模拟不同直径的锚孔109；S2、通过3D打印或钢铁铸造技术制作不同类型的模拟内锚头201，通过常规锚索固定设备将模拟内锚头201与钢绞线连接，并安装液压伺服千斤顶203实现锚索张拉的伺服控制，实现不同加载方式；S3、通过水泥砂浆配比的调整，制作不同强度的模拟砂浆107，采用模拟砂浆107真实模拟工程中灌浆过程；S4、在S1～S3过程中，在相应部位安装锚索轴力传感器301、埋设围岩砂浆应力测试的压力盒303、刻画围岩砂浆变形监测辅助线302、视频监测架304和视频监测设备305；S5、通过控制伺服千斤顶实现不同条件下锚索张拉过程模拟，时实记录张拉过程中锚索、围岩、砂浆的应力变形特性，为锚索内锚头力学特性测试提供基础条件。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锚索与内锚头的力学特性测试装置，包括环境模拟组件，环境模拟组件内设置有锚索锚头模拟组件、应力变形监测组件，其特征在于：所述环境模拟组件包括箱体、盖板、模拟砂浆、模拟围岩，箱体顶端开口且箱体顶端连接盖板，盖板由透明材料制成，箱体内填充有模拟砂浆和模拟围岩，模拟围岩位于模拟砂浆中部，模拟围岩内设置有锚索锚头模拟组件；所述锚索锚头模拟组件包括模拟锚索、模拟内锚头、千斤顶，模拟内锚头的体积为实际锚头体积沿轴线切分的一半，模拟内锚头放置在模拟围岩内，模拟内锚头的一端与模拟锚索的一端相连接，模拟锚索的另一端依次穿过模拟围岩、箱体侧壁后与千斤顶相连接；所述应力变形监测组件包括锚索轴力监测传感器、围岩砂浆变形监测辅助线、围岩砂浆内部应力监测压力盒、视频监测架、视频监测器；锚索轴力监测传感器设置在模拟锚索的两端，围岩砂浆变形监测辅助线设置在模拟内锚头外侧的盖板上端面，围岩砂浆内部应力监测压力盒有若干个且等间距设置在模拟砂浆、模拟围岩内，视频监测架底端与箱体或地面固定连接，视频监测架顶端固定连接视频监测器，视频监测器的摄像头朝向围岩砂浆变形监测辅助线。/n
【技术特征摘要】
1.一种锚索与内锚头的力学特性测试装置，包括环境模拟组件，环境模拟组件内设置有锚索锚头模拟组件、应力变形监测组件，其特征在于：所述环境模拟组件包括箱体、盖板、模拟砂浆、模拟围岩，箱体顶端开口且箱体顶端连接盖板，盖板由透明材料制成，箱体内填充有模拟砂浆和模拟围岩，模拟围岩位于模拟砂浆中部，模拟围岩内设置有锚索锚头模拟组件；所述锚索锚头模拟组件包括模拟锚索、模拟内锚头、千斤顶，模拟内锚头的体积为实际锚头体积沿轴线切分的一半，模拟内锚头放置在模拟围岩内，模拟内锚头的一端与模拟锚索的一端相连接，模拟锚索的另一端依次穿过模拟围岩、箱体侧壁后与千斤顶相连接；所述应力变形监测组件包括锚索轴力监测传感器、围岩砂浆变形监测辅助线、围岩砂浆内部应力监测压力盒、视频监测架、视频监测器；锚索轴力监测传感器设置在模拟锚索的两端，围岩砂浆变形监测辅助线设置在模拟内锚头外侧的盖板上端面，围岩砂浆内部应力监测压力盒有若干个且等间距设置在模拟砂浆、模拟围岩内，视频监测架底端与箱体或地面固定连接，视频监测架顶端固定连接视频监测器，视频监测器的摄像头朝向围岩砂浆变形监测辅助线。
2.如权利要求1所述的锚索与内锚头的力学特性测试装置，其特征在于：所述箱体包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：林兴超，汪小刚，孙彦鹏，王玉杰，赵宇飞，孙兴松，皮进，聂勇，尹涛，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11
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