CN109470116A - 一种锚杆拉拨实验位移测量系统及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锚杆拉拨实验位移测量系统及其及其测量方法，包括三脚架，三脚架上通过固定螺栓固定于边坡上，楔形块与边坡的斜面贴合并设置于三脚架的中部，楔形块上依次设置有垫板、千斤顶、千斤顶活塞、套筒、锚杆和固定套筒，固定套筒的顶端与固定螺栓之间设置有测绳。本发明结构简单，安装测试方便，楔形块主要用于调整坡面与锚杆轴线之间的夹角，以保证千斤顶轴线与锚杆轴线重合，减少锚杆加载过程中因偏转引起的测量误差，克服了既有测量方式当锚杆发生偏移时不能测量的缺点；该测量系统的测量方法，在锚杆仅发生偏转，无位移时，因测得的距离不变，实际伸长量为零，有效地剔除因旋转产生的位移，使测量结果更加真实可靠。

Description

一种锚杆拉拨实验位移测量系统及其测量方法

技术领域

本发明涉及一种测试装置，具体涉及一种锚杆拉拨实验位移测量系统及其测量方法。

背景技术

岩土工程锚固技术以锚杆为主要技术措施，使岩土锚固能充分发挥岩土强度,增加崖体的自稳能力,从而大大减轻结构物自重,节约工程材料,确保施工安全与工程稳定。锚杆支护已经发展为地下工程的主要支护形式，在矿山、交通、建筑、水利水电、军事人防等工程中得到越来越广泛的应用。在岩土工程和地下工程中占有不可或缺不可缺少的地位。因此，锚杆施工质量的检测对保障工程安全起到重要作用。

我国已有《岩土锚杆(索)技术规程》(CECS22 2005)、《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)、《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》(GB 50086-2015)等一系列的规范对锚杆的施工质量检测作了相关要求，锚杆拉拔试验作为评价锚杆承载力的试验，在锚杆施工质量评价中起到举足轻重的作用。锚杆的基本试验和验收试验中，均要求对锚杆位移量进行测量，是评价锚杆施工质量的重要参数之一。锚杆拉拔试验中常用的位移测量方法是将百分表通过表座固定在支架上，百分表测头直接顶在锚杆杆头上进行位移测量。在实际试验中发现，加载过程中，由于锚杆杆头发生偏转离开初始位置，百分表测头顶空的状况时有发生。该方法在现场检测中有较大的局限性，不符合行业的发展趋势。

因此，现有锚杆拉拔试验中常用的位移测量装置存在锚杆杆头发生偏转离开初始位置，测量误差大，现有的测量方法有较大的局限性。

发明内容

本发明的目的在于，提供了一种锚杆拉拨实验位移测量系统及其测量方法，具有减小测量误差，局限性小的特点。

本发明的技术方案：一种锚杆拉拨实验位移测量系统，包括三脚架，三脚架上通过固定螺栓固定于边坡上，楔形块与边坡的斜面贴合并设置于三脚架的中部，楔形块上依次设置有垫板、千斤顶、千斤顶活塞、套筒、锚杆和固定套筒，固定套筒的顶端与固定螺栓之间设置有测绳。

前述的锚杆拉拨实验位移测量系统，所述套筒与锚杆之间设置有夹片。

前述的锚杆拉拨实验位移测量系统，所述固定套筒上设置有固定螺丝。

前述的锚杆拉拨实验位移测量系统，所述三脚架为等边三角架。

前述的锚杆拉拨实验位移测量系统，所述锚杆与千斤顶的轴线一致。

前述的锚杆拉拨实验位移测量系统的测量方法，包括以下步骤：

A、在安装三角架之后，千斤顶之前，先测量固定螺栓到锚杆出露根部的距离l₁₀、l₂₀、l₃₀，并据此计算出该点的坐标(x₀,y₀,z₀)；

B、测量固定螺栓到固定套筒顶端的距离l₁、l₂、l₃，据此计算加载过程中顶点的坐标(x,y,z)；

C、根据步骤A和B，计算点(x₀,y₀,z₀)与点(x,y,z)之间的距离，比较该距离的变化，即得到锚杆的位移量。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明结构简单，安装测试方便，楔形块主要用于调整坡面与锚杆轴线之间的夹角，以保证千斤顶轴线与锚杆轴线重合，减少锚杆加载过程中因偏转引起的测量误差，克服了既有测量方式当锚杆发生偏移时不能测量的缺点；该测量系统的测量方法，在锚杆仅发生偏转，无位移时，因测得的距离不变，实际伸长量为零，有效地剔除因旋转产生的位移，使测量结果更加真实可靠，克服现有测量方法较大的局限性的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中位移测量示意图；

图3是图1中建立的直角坐标系示意图。

附图中的标记为：1-三脚架，2-固定螺栓，3-楔形块，4-垫板，5-千斤顶，6-千斤顶活塞，7-套筒，8-锚杆，9-固定套筒，10-固定螺丝，11-夹片，12-测绳，13-边坡。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。一种锚杆拉拨实验位移测量系统，构成如图1～3所示，包括三脚架1，三脚架1上通过固定螺栓2固定于边坡13上，楔形块3与边坡13的斜面贴合并设置于三脚架1的中部，楔形块3上依次设置有垫板4、千斤顶5、千斤顶活塞6、套筒7、锚杆8和固定套筒9，固定套筒9的顶端与固定螺栓2之间设置有测绳12。

所述套筒7与锚杆8之间设置有夹片11。夹片11为锥形形状，拉力越大，给锚杆8提供的握裹力越大。

所述固定套筒9上设置有固定螺丝10。

所述三脚架1为等边三角架。三脚架1为等边三角架，便于计算坐标点、点与点之间的距离。

所述锚杆8与千斤顶5的轴线一致。为了保证测量的准确度，减少位移测量误差。

所述的锚杆拉拨实验位移测量系统的测量方法，包括以下步骤：

A、在安装三角架1之后，千斤顶5之前，先测量固定螺栓2到锚杆8出露根部的距离l₁₀、l₂₀、l₃₀，并据此计算出该点的坐标x₀,y₀,z₀；

B、测量固定螺栓2到固定套筒9顶端的距离l₁、l₂、l₃，据此计算加载过程中顶点的坐标x,y,z；

C、根据步骤A和B，计算点x₀,y₀,z₀与点x,y,z之间的距离，比较该距离的变化，即得到锚杆8的位移量。

本发明的工作原理：

本发明涉及一种锚杆拉拔试验位移测量装置，包括三脚架1，三脚架1上通过固定螺栓2固定于边坡13上，楔形块3与边坡13的斜面贴合并设置于三脚架1的中部，楔形块3上依次设置有垫板4、千斤顶5、千斤顶活塞6、套筒7、夹片11、锚杆8、固定套筒9、固定螺丝10和测绳12。其原理是通过测量固定套筒9到固定螺栓10间测绳12的长度，计算固定套筒9尖端的坐标，从而计算锚杆8位移量。

其使用方法步骤如下：安装固定三角架1，测量固定螺栓2到锚杆8的距离，依次垫板4、千斤顶5、千斤顶活塞6、套筒7、锚杆8和固定套筒9，固定套筒9的顶端与固定螺栓2之间设置有测绳12。安装垫板4时用楔形块3进行调整，以保证锚杆8轴线与千斤顶5轴线一致。

根据测绳12长度计算坐标并进一步计算位移的具体方法如下：

三角架1为等边三角形，边长为2a。以三角形的形心为原点，其中一条边为x轴，过原点垂直于三角形平面的轴为z轴建立的直角坐标系，计算公式如下：

由①-②得：

由①+②得：

由①+②+③得：

结合⑤和⑥得：

由勾股定理得：

在安装三角架1之后，千斤顶5之前，先测量固定螺栓2到锚杆8出露根部的距离l₁₀、l₂₀、l₃₀，并据此计算出该点的坐标(x₀,y₀,z₀)。在加载过程中、测量固定螺栓2到固定套筒9顶端的距离l₁、l₂、l₃，据此计算加载过程中顶点的坐标(x,y,z)。计算点(x₀,y₀,z₀)与点(x,y,z)之间的距离，并并比较该距离的变化，即得到锚杆8的位移量。

Claims (6)

1.一种锚杆拉拨实验位移测量系统，其特征在于：包括三脚架(1)，三脚架(1)上通过固定螺栓(2)固定于边坡(13)上，楔形块(3)与边坡(13)的斜面贴合并设置于三脚架(1)的中部，楔形块(3)上依次设置有垫板(4)、千斤顶(5)、千斤顶活塞(6)、套筒(7)、锚杆(8)和固定套筒(9)，固定套筒(9)的顶端与固定螺栓(2)之间设置有测绳(12)。

2.根据权利要求1所述的锚杆拉拨实验位移测量系统，其特征在于：所述套筒(7)与锚杆(8)之间设置有夹片(11)。

3.根据权利要求1所述的锚杆拉拨实验位移测量系统，其特征在于：所述固定套筒(9)上设置有固定螺丝(10)。

4.根据权利要求1所述的锚杆拉拨实验位移测量系统，其特征在于：所述三脚架(1)为等边三角架。

5.根据权利要求1所述的锚杆拉拨实验位移测量系统，其特征在于：所述锚杆(8)与千斤顶(5)的轴线一致。

6.如权利要求1至5中任一所述的锚杆拉拨实验位移测量系统的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、在安装三角架(1)之后，千斤顶(5)之前，先测量固定螺栓(2)到锚杆(8)出露根部的距离l₁₀、l₂₀、l₃₀，并据此计算出该点的坐标(x₀,y₀,z₀)；

B、测量固定螺栓(2)到固定套筒(9)顶端的距离l₁、l₂、l₃，据此计算加载过程中顶点的坐标(x,y,z)；

C、根据步骤A和B，计算点(x₀,y₀,z₀)与点(x,y,z)之间的距离，比较该距离的变化，即得到锚杆(8)的位移量。