CN112730013B

CN112730013B - 一种用于腐蚀试验的砂浆锚杆试件制作模具

Info

Publication number: CN112730013B
Application number: CN202011601638.2A
Authority: CN
Inventors: 田建林; 王亮清; 柯睿; 安彩龙; 黄言章
Original assignee: China University of Geosciences
Current assignee: China University of Geosciences
Priority date: 2020-12-29
Filing date: 2020-12-29
Publication date: 2022-01-28
Anticipated expiration: 2040-12-29
Also published as: CN112730013A

Abstract

本发明涉及岩土工程实验装置技术领域，尤其涉及一种用于腐蚀试验的砂浆锚杆试件制作模具。该模具包括储料装置、振动框架和振动装置，所述振动框架为内部中空的矩形结构，且其一侧为敞口结构，所述振动装置设置在所述振动框架内，所述储料装置用于装载混凝土，所述储料装置与所述振动装置可拆卸连接，所述振动装置用于振动储料装置。本发明所述的用于腐蚀试验的砂浆锚杆试件制作模具，其可将成型件捏的混凝土震荡均匀，从而使得砂浆锚杆成型，提高了砂浆锚杆的均布性，且还解决了现有技术中锚杆无法处于居中位置的目的。该模具还具有脱模方便、操作方便、实用性强和实施成本低等优点。

Description

一种用于腐蚀试验的砂浆锚杆试件制作模具

技术领域

本发明涉及岩土工程实验装置技术领域，尤其涉及一种用于腐蚀试验的砂浆锚杆试件制作模具。

背景技术

锚杆支护作为目前最为重要的支护手段之一，被广泛应用于隧道、边坡等工程领域中。锚杆可将易发生滑动、易破坏的岩体与基岩紧固在一起形成整体或者通过挤压作用增强岩体的力学性质，从而达到稳定的目的。然而锚杆在支护过程会受到多种腐蚀离子的影响，从而影响其力学性质。目前针对锚杆腐蚀的研究主要分室内试验、原位实验以及数值实验。

室外原位实验是检测植入岩体的锚杆的性质，观察锚杆表观腐蚀情况，能够观察到实际工作环境下的锚杆腐蚀情况，但不能完全保证开挖观测过程中是否会改变锚杆所处的原位环境；数值实验根据锚杆所在环境建立模型，不能完全考虑砂浆锚杆所处的边界条件；室内试验根据其所处环境加以模拟，能十分方便的控制探究变量，检测锚杆各种性质。

目前，针对砂浆锚杆腐蚀试验，砂浆锚杆的制作主要将锚杆放入PVC管填充砂浆，将锚杆一端包裹，一端露头施加预应力，通过拉拔试验检测。这样制作的试件进行试验比较单一，剪切试验、单轴压缩试验以及电化学腐蚀试验均不易开展，简单制作砂浆锚杆，不能保证锚杆的居中位置，会影响锚杆的腐蚀速率，且不宜检测腐蚀离子在砂浆层的扩散速率，同时，砂浆锚杆不能保证砂浆锚杆各处的均布性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于腐蚀试验的砂浆锚杆试件制作模具。

本发明提供一种用于腐蚀试验的砂浆锚杆试件制作模具，包括储料装置、振动框架和振动装置，所述振动框架为内部中空的矩形结构，且其一侧为敞口结构，所述振动装置设置在所述振动框架内，所述储料装置用于装载混凝土，所述储料装置与所述振动装置可拆卸连接，所述振动装置用于振动储料装置。

进一步地，所述振动装置包括底座、振动杆和置物台，所述底座为圆柱体结构，其下端与上端敞口设置，所述底座的内部设有凹槽，且所述凹槽的开口与所述底座的上端连通，所述凹槽的侧壁上设有第一通孔，所述振动框架的侧壁上设有与所述第一通孔连通的第二通孔，所述振动杆设置在所述底座内，其驱动端依次穿过所述第一通孔和所述第二通孔伸出所述振动框架外，所述振动杆的固定端通过弹性件与所述凹槽的底壁连接，所述置物台水平设置在所述凹槽内，其底端与所述振动杆的固定端固定连接，所述储料装置放置在所述置物台上。

进一步地，所述弹性件为第一弹簧，所述振动杆的固定端竖直设有连接柱，所述第一弹簧设置在所述凹槽底壁和所述连接柱之间，其一端与所述凹槽的底壁固定连接，其另一端与所述连接柱的下端固定连接。

进一步地，所述置物台和所述连接柱之间设有第二弹簧，所述第二弹簧的一端与置物台的下端固定连接，其另一端与所述连接柱的上端固定连接。

进一步地，所述储料装置包括固定框、成型件和两个固定座，所述成型件为内部中空且上下端均敞口设置的圆柱体结构，所述固定座为圆柱体结构，且所述固定座上同轴设有凸起部以及与所述成型件端部相适配的嵌套凸台，两个所述固定座分别可拆卸的安装在所述成型件的上下两端，所述固定框为与所述成型件相适配的圆柱体结构，其一端敞口设置，所述成型件同轴套设在所述固定框内，且所述固定框的外壁与所述成型件的内壁紧密贴合，所述固定框的外径小于所述置物台的外径，且所述固定框放置在所述置物台上。

进一步地，所述振动框架的顶壁上设有限位凹槽，且限位凹槽的开口朝下设置，当固定框放置在置物台上后，其上端伸入限位凹槽内。

进一步地，所述凸起部上同轴设有用于固定锚杆的固定凹槽。

进一步地，所述成型件由两块弧形板组成，且两块所述弧形板共同围合成用于填装混凝土的圆柱形空腔。

进一步地，所述固定框包括上固定部和下固定部，其中，所述上固定部为内部中空且下端敞口的圆柱体结构，其下端外侧同轴设有第一连接环，所述下固定部为圆筒结构，其上端外侧同轴设有第二连接环，所述上固定部和所述下固定部通过所述第一连接环和所述第二连接环进行连接固定，并形成用于套装所述成型件的圆柱体空腔，所述第一连接环上设有多个沿其径向设置并沿其周向均匀分布的第一振动臂，所述第二连接环上设有多个沿其径向设置并沿其周向均匀分布的第二振动臂，所述振动框架的侧壁上设有与所述第一振动臂相对应的缺口。

进一步地，所述缺口内设有两个上下间隔分布的第三弹簧，且两个所述第三弹簧之间限定出可供对应的所述第一振动臂和所述第二振动臂伸出的通道，且所述第三弹簧靠近所述第一振动臂或所述第二振动臂的一端设有弹簧垫片，所述弹簧垫片的两侧均延伸至与对应所述缺口的对应侧壁贴合。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明所述的用于腐蚀试验的砂浆锚杆试件制作模具，其可将成型件捏的混凝土震荡均匀，从而使得砂浆锚杆成型，提高了砂浆锚杆的均布性，且还解决了现有技术中锚杆无法处于居中位置的目的。该模具还具有脱模方便、操作方便、实用性强和实施成本低等优点。

附图说明

图1是本发明所述一种用于腐蚀试验的砂浆锚杆试件制作模具的结构示意图；

图2是本发明所述振动框架的结构示意图；

图3是本发明所述成型件和固定座的组装图；

图4是本发明所述成型件的结构示意图；

图5是本发明所述振动装置的结构示意图；

图6是本发明所述固定框的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1-6，本发明的实施例提供了一种用于腐蚀试验的砂浆锚杆试件制作模具，包括储料装置、振动框架10和振动装置，所述振动框架10为内部中空的矩形结构，且其一侧为敞口结构，所述振动装置设置在所述振动框架10内，所述储料装置用于装载混凝土，所述储料装置与所述振动装置可拆卸连接，所述振动装置用于振动储料装置。

在上述实施例中，所述振动装置包括底座20、振动杆21和置物台22，所述底座20为圆柱体结构，其下端与上端敞口设置，所述底座20的内部设有凹槽23，且所述凹槽23的开口与所述底座20的上端连通，所述凹槽23的侧壁上设有第一通孔24，所述振动框架10的侧壁上设有与所述第一通孔24连通的第二通孔11，所述振动杆21设置在所述底座20内，其驱动端依次穿过所述第一通孔24和所述第二通孔11伸出所述振动框架10外，所述振动杆21的固定端通过弹性件25与所述凹槽23的底壁连接，所述置物台22水平设置在所述凹槽23内，其底端与所述振动杆21的固定端固定连接，所述储料装置放置在所述置物台22上。

在本发明中，所述凹槽23为圆柱体结构，其同轴设置在所述底座20内。弹性件25为第一弹簧，所述振动杆21的固定端竖直设有连接柱212，所述第一弹簧设置在所述凹槽23底壁和所述连接柱212之间，其一端与所述凹槽23底壁固定连接，其另一端与所述连接柱212的下端固定连接。且为了方便固定第一弹簧，凹槽23的底壁上还设有垫台26，第一弹簧的一端固定在垫台26上。置物台22也为圆柱体结构，为了提高振动效果，置物台22和振动杆21之间设有第二弹簧27，所述第二弹簧27的一端与置物台22的下端固定连接，其另一端与振动杆21的连接柱212的上端固定连接。第一弹簧和第二弹簧27可提高对置物台22的振动幅度，进而达到提高振动效果的目的。而为了方便施加循环的载荷，振动杆21的驱动端设有手柄211。第二通孔11处设有橡胶圈，以达到振动杆21在振动过程中减少对振动框架10磨损的目的。

在上述实施例中，所述储料装置包括固定框、成型件和两个固定座30，所述成型件为内部中空且上下端均敞口设置的圆柱体结构，所述固定座30为圆柱体结构，且所述固定座30上同轴设有凸起部301以及与所述成型件端部相适配的嵌套凸台302，两个所述固定座30分别可拆卸的安装在所述成型件的上下两端，且位于上端的所述固定座30上设有沿其轴线设置的余料排出口303，所述固定框为与所述成型件相适配的圆柱体结构，其一端敞口设置，所述成型件同轴套设在所述固定框内，且所述固定框的外壁与所述成型件的内壁紧密贴合，所述固定框的外径小于所述置物台22的外径，且所述固定框放置在所述置物台22上。

在本发明中，在制备砂浆锚杆时，先将固定座30与成型件组装后成型件通过嵌套凹台与固定座30连接固定，将制备砂浆锚杆的原料，即锚杆和混凝土放置在成型件内，再将另一个固定座30组装在成型件的上端后，将成型件套装在固定框内，通过固定框提供夹持力，将成型件固定在固定框内，而后将固定框放置在置物台22上，通过操作驱动杆，以驱动固定框带动成型件上下振动，以在振动的过程中将混凝土混匀。而余料排出口303则用于排出成型件内多余的物料。其中，凸起部301为圆柱体结构，且凸起部301的外径小于嵌套凸台302的外径，凸起部301用于在试件的上下两端形成凹槽，以便于进行后续的实验。为了将锚杆固定在成型件内和保证锚杆的居中位置，凸起部301上同轴设有用于固定锚杆的固定凹槽304，锚杆的两端分别嵌入两个固定座30的固定凹槽304内以固定。为了防止固定框在振动过程中脱落，振动框架10的顶壁上设有限位凹槽12，且限位凹槽12的开口朝下设置，当固定框放置在置物台22上后，其上端伸入限位凹槽12内。其中，限位凹槽12的外径大于固定框的外径，且为了提高限位凹槽12的限位作用，其侧壁上设有与其内部连通的螺纹孔，并在螺纹孔内螺纹安装有限位螺栓，当固定框的上端伸入限位凹槽12内后，通过拧动限位螺栓，使其螺纹端的端面与固定框的外壁贴合，以达到限定固定框移动空间的目的，进而防止固定框随意倾斜。

在上述实施例中，所述成型件由两块弧形板31组成，且两块所述弧形板31共同围合成用于填装混凝土的圆柱形空腔。

在本发明中，在组装成型件和固定座30时，通过两块弧形板31围合在固定座30的嵌套凸台302外侧，以形成用于填装混凝土的圆柱形空腔。本发明中的成型件由两块弧形板31组成有利于实现对试件的脱模。

在上述实施例中，所述固定框包括上固定部32和下固定部33，其中，所述上固定部32为内部中空且下端敞口的圆柱体结构，其下端外侧同轴设有第一连接环34，所述下固定部33为圆筒结构，其上端外侧同轴设有第二连接环35，所述上固定部32和所述下固定部33通过所述第一连接环34和所述第二连接环35进行连接固定，并形成用于套装所述成型件的圆柱体空腔，所述第一连接环34上设有多个沿其径向设置并沿其周向均匀分布的第一振动臂36，所述第二连接环35上设有多个沿其径向设置并沿其周向均匀分布的第二振动臂37，所述振动框架10的侧壁上设有与所述第一振动臂36相对应的缺口38。

在本发明中，上固定部32和下固定部33与成型件相适配。成型件与固定座30组装完毕后，通过将上固定部32和下固定部33分别套装在成型件的外侧后，再通过螺栓将第一连接环34和第二连接环35进行固定。将固定框设计成独立的上固定和下固定部33，可提高安装固定框的便利性。第一振动臂36、第二振动臂37和缺口38均设有两个，且当第一连接环34和第二连接环35连接固定后，两个第一振动臂36与两个第二振动臂37一一对应的重合，并对应的通过两个缺口38伸出振动框架10外。其中，第一振动臂36和第二振动臂37也可以达到防止固定框脱落的目的。

在上述实施例中，所述缺口38内设有两个上下间隔分布的第三弹簧381，且两个所述第三弹簧381之间限定出可供对应的所述第一振动臂36和所述第二振动臂37伸出的通道，且所述第三弹簧381靠近所述第一振动臂36或所述第二振动臂37的一端设有弹簧垫片382，所述弹簧垫片382的两侧均延伸至与对应所述缺口38的对应侧壁贴合。

在本发明中，第三弹簧381能够使得在震动过程中储料装置能够上下移动，弹簧垫片382使得在震动过程中不至于撞击的力气太大而被撞坏。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于腐蚀试验的砂浆锚杆试件制作模具，其特征在于，包括储料装置、振动框架（10）和振动装置，所述振动框架（10）为内部中空的矩形结构，且其一侧为敞口结构，所述振动装置设置在所述振动框架（10）内，所述储料装置用于装载混凝土，所述储料装置与所述振动装置可拆卸连接，所述振动装置用于振动储料装置；

所述振动装置包括底座（20）、振动杆（21）和置物台（22），所述底座（20）为圆柱体结构，其下端与上端敞口设置，所述底座（20）的内部设有凹槽（23），且所述凹槽（23）的开口与所述底座（20）的上端连通，所述凹槽（23）的侧壁上设有第一通孔（24），所述振动框架（10）的侧壁上设有与所述第一通孔（24）连通的第二通孔（11），所述振动杆（21）设置在所述底座（20）内，其驱动端依次穿过所述第一通孔（24）和所述第二通孔（11）伸出所述振动框架（10）外，所述振动杆（21）的固定端通过弹性件（25）与所述凹槽（23）的底壁连接，所述置物台（22）水平设置在所述凹槽（23）内，其底端与所述振动杆（21）的固定端固定连接，所述储料装置放置在所述置物台（22）上。

2.根据权利要求1所述的一种用于腐蚀试验的砂浆锚杆试件制作模具，其特征在于，所述弹性件（25）为第一弹簧，所述振动杆（21）的固定端竖直设有连接柱（212），所述第一弹簧设置在所述凹槽（23）底壁和所述连接柱（212）之间，其一端与所述凹槽（23）的底壁固定连接，其另一端与所述连接柱（212）的下端固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于腐蚀试验的砂浆锚杆试件制作模具，其特征在于，所述置物台（22）和所述连接柱（212）之间设有第二弹簧（27），所述第二弹簧（27）的一端与置物台（22）的下端固定连接，其另一端与所述连接柱（212）的上端固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于腐蚀试验的砂浆锚杆试件制作模具，其特征在于，所述储料装置包括固定框、成型件和两个固定座（30），所述成型件为内部中空且上下端均敞口设置的圆柱体结构，所述固定座（30）为圆柱体结构，且所述固定座（30）上同轴设有凸起部（301）以及与所述成型件端部相适配的嵌套凸台（302），两个所述固定座（30）分别可拆卸的安装在所述成型件的上下两端，所述固定框为与所述成型件相适配的圆柱体结构，其一端敞口设置，所述成型件同轴套设在所述固定框内，且所述固定框的外壁与所述成型件的内壁紧密贴合，所述固定框的外径小于所述置物台（22）的外径，且所述固定框放置在所述置物台（22）上。

5.根据权利要求4所述的一种用于腐蚀试验的砂浆锚杆试件制作模具，其特征在于，所述振动框架（10）的顶壁上设有限位凹槽（12），且限位凹槽（12）的开口朝下设置，当固定框放置在置物台（22）上后，其上端伸入限位凹槽（12）内。

6.根据权利要求4所述的一种用于腐蚀试验的砂浆锚杆试件制作模具，其特征在于，所述凸起部（301）上同轴设有用于固定锚杆的固定凹槽（304）。

7.根据权利要求4所述的一种用于腐蚀试验的砂浆锚杆试件制作模具，其特征在于，所述成型件由两块弧形板（31）组成，且两块所述弧形板（31）共同围合成用于填装混凝土的圆柱形空腔。

8.根据权利要求4所述的一种用于腐蚀试验的砂浆锚杆试件制作模具，其特征在于，所述固定框包括上固定部（32）和下固定部（33），其中，所述上固定部（32）为内部中空且下端敞口的圆柱体结构，其下端外侧同轴设有第一连接环（34），所述下固定部（33）为圆筒结构，其上端外侧同轴设有第二连接环（35），所述上固定部（32）和所述下固定部（33）通过所述第一连接环（34）和所述第二连接环（35）进行连接固定，并形成用于套装所述成型件的圆柱体空腔，所述第一连接环（34）上设有多个沿其径向设置并沿其周向均匀分布的第一振动臂（36），所述第二连接环（35）上设有多个沿其径向设置并沿其周向均匀分布的第二振动臂（37），所述振动框架（10）的侧壁上设有与所述第一振动臂（36）相对应的缺口（38）。

9.根据权利要求8所述的一种用于腐蚀试验的砂浆锚杆试件制作模具，其特征在于，所述缺口（38）内设有两个上下间隔分布的第三弹簧（381），且两个所述第三弹簧（381）之间限定出可供对应的所述第一振动臂（36）和所述第二振动臂（37）伸出的通道，且所述第三弹簧（381）靠近所述第一振动臂（36）或所述第二振动臂（37）的一端设有弹簧垫片（382），所述弹簧垫片（382）的两侧均延伸至与对应所述缺口（38）的对应侧壁贴合。