一种岩土锚索管道自由段摩阻值测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术提出了一种岩土锚索管道自由段摩阻值测试系统及测试方法，所述的测试系统包括钢绞线监测装置、反拉装置、以及用于检测锚索锚固力的检测单元；钢绞线监测装置包括磁弹仪和沿钢绞线长度方向间隔设置的至少一个磁通量传感器，磁通量传感器的信号输出端通过传感器导线与磁弹仪相连；反拉装置包括用于张拉钢绞线的反拉千斤顶和液压油泵，反拉千斤顶的进油口和回油口分别通过油管与液压油泵连接；反拉装置给钢绞线施加反拉力，磁通量传感器测得锚索自由段的摩擦损失。本发明专利技术的岩土锚索管道自由段摩阻损失试验系统成本低廉；而且本发明专利技术的岩土锚索管道自由段摩阻损失试验系统简单方便，便于在施工中进行。便于在施工中进行。便于在施工中进行。

【技术实现步骤摘要】
一种岩土锚索管道自由段摩阻值测试系统及测试方法


[0001]本专利技术属预应力锚索
，具体涉及一种岩土锚索管道自由段摩阻值测试系统及测试方法。

技术介绍

[0002]预应力锚索在岩土锚固中的应用越来越多，而预应力锚索的预应力损失作为判断预应力锚索有效性的指标，在工程实践中十分重要。传统边坡施工时采用在锚口处安装振弦式或电阻应变式传感器来对拉力集中型预应力锚索的锚口预应力损失进行监测，这种方法可以对钢筋的松弛、岩土体蠕变等其他因素产生的预应力损失进行监测。此种监测方法假定预应力锚索自由段处是没有预应力损失的，即锚口处张拉的力与锚固段处的锚固力相一致，然而实际工程中，自由段处的锚索由于与岩壁之间的接触产生摩阻力，从而使锚索在自由段处产生预应力损失，从而导致实际锚固段处预应力要小于锚口处预应力。
[0003]传统对管道摩阻的检测方式分为三种：振弦式传感器检测、电阻应变片检测和磁通量传感器检测。
[0004]1)振弦式传感器原理是要受压才能进行检测，因此一般在对穿式锚索的管道摩阻检测中应用，并不具备普遍性；
[0005]2)电阻应变片检测方法要求粘贴的物体表面要绝对光滑，因此在使用前一般会对被测物体进行抛光处理，锚索中的每根钢绞线有大量的钢丝绞合而成，对其进行打磨并不能使其具有光滑的接触面，因此应变片检测方法也不适用；
[0006]3)磁通量传感器检测方式主要分为两种，一种是采用大口径的磁通量传感器可以检测整束锚索的应力值，此种方式检测精度较差；一种是对锚索的每根钢绞线单独进行检测从而得到整束的应力值，此种方式费用较高。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是提供一种岩土锚索管道自由段摩阻值测试系统及测试方法。
[0008]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种岩土锚索管道自由段摩阻值测试系统，锚索包括至少一根钢绞线，自由段指锚索位于管道内未锚固的节段，测试系统包括钢绞线监测装置、反拉装置、以及用于检测锚索锚固力的检测单元；钢绞线监测装置包括磁弹仪和沿钢绞线长度方向间隔设置的至少一个磁通量传感器，磁通量传感器安装在钢绞线上，磁弹仪位于管道外，磁通量传感器的信号输出端通过传感器导线与磁弹仪相连；反拉装置包括用于张拉钢绞线的反拉千斤顶和液压油泵，反拉千斤顶的进油口和回油口分别通过油管与液压油泵连接。
[0009]上述技术方案中，本专利技术的岩土锚索管道自由段摩阻损失试验系统成本低廉；而且本专利技术的岩土锚索管道自由段摩阻损失试验系统简单方便，便于在施工中进行。
[0010]在本专利技术的一种优选实施方式中，反拉装置还包括微动侦测计，微动侦测计安装
在管道外预留的钢绞线上，微动侦测仪位于岩土与反拉千斤顶之间且与反力千斤顶相互作用。
[0011]上述技术方案中，微动侦测计通过小变形来测得反拉力值，测试简单，结果准确。
[0012]在本专利技术的一种优选实施方式中，还包括监控装置，监控装置包括电脑，磁弹仪和检测单元的信号输出端与电脑连接，电脑通过无线传输方式全程记录监测数据。
[0013]上述技术方案中，通过设置监控装置便于全程记录监测数据。
[0014]在本专利技术的一种优选实施方式中，锚索自由段通过间隔设置的多个架线环安装于管道内。
[0015]上述技术方案中，通过设置架线环可减小锚索自由段的摩阻损失。
[0016]在本专利技术的一种优选实施方式中，锚索包括至少两根钢绞线，磁通量传感器的数量为两个，两个磁通量传感器分别安装在管道中上侧与下侧的两根钢绞线上，其中上侧的磁通量传感器安装在自由段端头处，下侧的磁通量传感器安装在自由段中间处。
[0017]上述技术方案中，相比采用自由段两端每根钢绞线都安装磁通量传感器的方式，本方案通过管道内对上下两侧的钢绞线进行监测，锚口处采用反拉装置对安装磁通量传感器的钢绞线进行张拉，大大减少了资金的投入。
[0018]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种岩土锚索管道自由段摩阻值测试系统的测试方法，包括如下步骤：
[0019]S1、在锚固锚索的注浆体达到规定强度后开始进行张拉，张拉分为多个阶段，每个阶段的张拉力呈阶梯式的逐级增大，每次张拉完成后持荷一段时间；
[0020]S2、当测试锚索张拉完成后，锁定锚索后利用反拉装置开始进行反拉检测，当反拉千斤顶达到了设定张拉应力时自动锁定，同时在电脑上记录相关的时间曲线图，并记录检测单元和磁弹仪的数据，张拉完成后，反拉千斤顶卸荷；
[0021]S3、按如下公式(1)计算锚索自由段由摩阻引起的预应力损失N
n
N
n
＝N
f
‑
N
c
(1)根据公式(2)推导得出如下公式(3)
[0022][0023]公式(3)中
[0024]公式(3)中公式(1)
‑
(3)中，N
n
为由于摩阻引起的预应力损失；
[0025]N
f
为检测单元检测的锚索锚固力值；
[0026]N
c
为磁弹仪测得的磁通量传感器的力值；
[0027]N
con
为锚下控制应力；
[0028]η为钢绞线与架线环间的摩擦系数；
[0029]λ为考虑每米管道对其设计位置的偏差系数；
[0030]ω0为锚索自由段弯起角之和；
[0031]x为锚索自由段的长度；
[0032]n为锚索的钢绞线总根数；
[0033]n2为贴着管道壁的钢绞线的总根数；
[0034]x
i
表示从锚口处开始第i个磁通量传感器在自由段处到锚口处的长度；
[0035]ω
i
表示从锚口处开始第i个架线环处对应的钢绞线的弯曲角度；
[0036]S4、将由公式(3)计算得出的钢绞线与架线环间的摩擦系数η和考虑每米管道对其设计位置的偏差系数λ带入公式(2)中，计算得出锚索自由段由摩阻引起的预应力损失N
n
。
[0037]本专利技术的岩土锚索管道自由段摩阻损失计算方法更加准确，通过现场试验中对钢绞线与架线环间的摩擦系数η和每米管道对其设计位置的偏差系数λ两种系数的反算，可以更加精确的得到自由段处的摩阻损失值。
[0038]在本专利技术的另一种优选实施方式中，步骤S1中，张拉分为六个阶段，分别为加荷到设计锚固力的20％、40％、60％、80％、100％和120％，每次张拉完成后持荷5分钟。
[0039]在本专利技术的另一种优选实施方式中，锚索自由段弯起角度和ω0采用如下方式获取：钢绞线的根数为五根，架线环间隔2米等间距设置，每个架线环产生的弧度为0.05rad，根据架线环的个数来测得锚索自由段弯起角度和ω0。
[0040]在本专利技术的另一种优选实施方式中，还包括步骤S5，选择不同自由段长度的锚索，重复步骤S1
‑
S4，计算不同自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种岩土锚索管道自由段摩阻值测试系统，所述锚索包括至少一根钢绞线，所述自由段指锚索位于管道内未锚固的节段，其特征在于，所述测试系统包括钢绞线监测装置、反拉装置、以及用于检测锚索锚固力的检测单元；所述钢绞线监测装置包括磁弹仪和沿钢绞线长度方向间隔设置的至少一个磁通量传感器，所述磁通量传感器安装在钢绞线上，所述磁弹仪位于管道外，所述磁通量传感器的信号输出端通过传感器导线与磁弹仪相连；所述反拉装置包括用于张拉钢绞线的反拉千斤顶和液压油泵，所述反拉千斤顶的进油口和回油口分别通过油管与液压油泵连接。2.根据权利要求1所述的一种岩土锚索管道自由段摩阻值测试系统，其特征在于，所述反拉装置还包括微动侦测计，所述微动侦测计安装在管道外预留的钢绞线上，所述微动侦测仪位于岩土与反拉千斤顶之间且与所述反力千斤顶相互作用。3.根据权利要求1或2所述的一种岩土锚索管道自由段摩阻值测试系统，其特征在于，还包括监控装置，所述监控装置包括电脑，所述磁弹仪和检测单元的信号输出端与电脑连接，电脑通过无线传输方式全程记录监测数据。4.根据权利要求1所述的一种岩土锚索管道自由段摩阻值测试系统，其特征在于，所述锚索自由段通过间隔设置的多个架线环安装于所述管道内。5.根据权利要求1所述的一种岩土锚索管道自由段摩阻值测试系统，其特征在于，所述锚索包括至少两根钢绞线，磁通量传感器的数量为两个，两个磁通量传感器分别安装在管道中上侧与下侧的两根钢绞线上，其中上侧的磁通量传感器安装在自由段端头处，下侧的磁通量传感器安装在自由段中间处。6.一种权利要求1
‑
5中任一项所述的岩土锚索管道自由段摩阻值测试系统的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在锚固锚索的注浆体达到规定强度后开始进行张拉，张拉分为多个阶段，每个阶段的张拉力呈阶梯式的逐级增大，每次张拉完成后持荷一段时间；S2、当测试锚索张拉完成后，锁定锚索后利用反拉装置开始进行反拉检测，当反拉千斤顶达到了设定张拉应力时自动锁定，同时在电脑上记录相关的时间曲线图，并记录检测单元和磁弹仪的数据，张拉完成后，反拉千斤顶卸荷；S3、按如下公式(1)计算锚索自由段由摩阻引起的预应力损失N
n...

【专利技术属性】
技术研发人员：王士奇，陈强，陈粟，邓满，彭传阳，
申请(专利权)人：四川交达预应力工程检测科技有限公司，
类型：发明
国别省市：