CN115791597A - 一种混凝土粘结强度测试装置及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了混凝土粘结强度检测技术领域的一种混凝土粘结强度测试装置及其测试方法，包括钻芯筒、支撑座、齿条、升降驱动和钻孔电机；所述钻芯筒的下端开口且内部中空的圆筒状结构，所述钻芯筒内侧圆弧壁的同一高度位置上均匀开设了多个拔芯槽，所述钻芯筒下端开口处的圆环面上均匀设置了多个钻头，所述钻芯筒的上端封闭，能够在不需要对混凝土植筋，就能对混凝土与岩层的粘结强度进行测试，因此也就不需要等待植筋的凝固了，有效缩短测试时间和工程施工时间，不需要再使用钻机和冲击钻，操作更加便捷，而且直接测试混凝土的强度，测试对象直接，避免通过植筋间接测试强度，从而本装置对混凝土的强度测试更加精确。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土粘结强度检测技术领域，特别是涉及一种混凝土粘结强度测试装置及其测试方法。
背景技术
喷射混凝土作为工程支护的一种常见形式，被广泛应用于岩土工程、隧道工程、市政工程和边坡工程等。喷射混凝土具有施工简捷、前期强度提高快、抗渗性好等优点，尤其是能够填充岩体的缝隙、表面凹穴，把分割开的受力面重新粘结在一块，喷层与围岩的粘贴会形成共同的工作面，提高结构面的抗力和支撑作用，并避免或缓和受喷结构的应力集中现象，能够大大提高结构的稳定性和安全性。因此，喷射混凝土和围岩间的粘结强度是评价喷射混凝土是否能够充分发挥作用的重要参数。
混凝土凝结后强度需要检测后才能继续后续施工，目前的现场检测方法主要使用的是钻芯拉拔法，现有的钻芯拉拔法的主要操作步骤如下：1、选定试验位置，采用钻机垂直于喷射混凝土层面钻进并深入围岩20mm以上，形成带有喷射混凝土与围岩粘结面的圆柱型芯样；2、拆卸钻机；3、用冲击钻在试验位置植筋，作为拉拔试验的传力钢筋，并等待植筋用的粘结料凝固，约7-14日后凝固，然后在进行拉拔测试；4、安装拉拔仪，对钢筋缓慢施加拉力，直到芯样沿喷射混凝土与围岩结合面破坏；5、通过拉力和断裂的截面面积计算喷射混凝土与围岩的粘结强度。
这种方法弊端较多，普通钻芯机只能取芯，且取芯后形成的缝隙较小，取芯筒无固定芯样装置和拉拔设备，不能取芯后直接进行拉拔试验，增加了试验操作步骤，费时费力；现有检测方法检测精度低，还需要预先植筋，不是直接对喷射混凝土进行拉拔测试，植筋也具有一定的强度和延展性，拉拔植筋，会导致混凝土黏结强度的测试数据出现偏差，而且植筋定位难以保证处于芯样圆心处，常会偏心受拉，造成检测结果偏差大，且植筋易松动，造成试验失败；并且操作复杂、使用设备多、用工多，涉及钻机、冲击钻、拉拔仪等，没有整合设备，大大降低工作效率；还需要等待植筋凝固，导致耗时长、准备工作复杂，涉及到的设备反复使用，周转时间白白浪费；且需要等植筋的粘结料达到一定强度才可开始试验，前期工作用时久，所有的工程都需等待混凝土与岩层的粘结强度结果再进行后续施工，影响整个工程的施工进度。现在需要一种精度更高，耗时短，施工简单的方式来对混凝土的强度进行测试。
基于此，本发明设计了一种混凝土粘结强度测试装置及其测试方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混凝土粘结强度测试装置及其测试方法，能够不在需要对混凝土植筋，就能对混凝土与岩层的粘结强度进行测试，因此也就不需要等待植筋的凝固了，有效缩短测试时间和工程施工时间，不需要再使用钻机和冲击钻，操作更加便捷，而且直接测试混凝土的强度，测试对象直接，避免通过植筋间接测试强度，从而本装置对混凝土的强度测试更加精确。
本发明是这样实现的：一种混凝土粘结强度测试装置，包括：
钻芯筒、支撑座、齿条、升降驱动和钻孔电机；
所述钻芯筒的下端开口且内部中空的圆筒状结构，所述钻芯筒内侧圆弧壁的同一高度位置上均匀开设了多个拔芯槽，所述钻芯筒下端开口处的圆环面上均匀设置了多个钻头，所述钻芯筒的上端封闭，所述钻芯筒上端外部固设了连接块；
每个所述拔芯槽内部能转动的安置了一个拔芯卡块，所述拔芯槽内还设置了一个定位块，所述定位块的上端连接了一个调节杆，所述调节杆的上端伸出在钻芯筒顶部，所述调节杆能上下升降的安置在钻芯筒筒壁内部，所述调节杆通过调节螺母与钻芯筒锁紧；
所述定位块夹持在拔芯槽槽底与拔芯卡块内侧面之间，所述拔芯卡块上端与定位块能相互挤压缩回的伸出在钻芯筒的中空孔内；
所述支撑座为稳定的框架，所述支撑座内部稳定架设了测力仪，所述测力仪下方能分离的锁接了钻孔电机，所述钻孔电机锁接安装在连接块上；
两个所述齿条固定架设在一个锚固座上，所述锚固座能分离的锁紧在待测混凝土面上，两个所述齿条之间啮合了一个齿轮，所述锚固座有两个，两个所述锚固座上的两个齿轮之间架设了一个升降架，所述齿轮通过升降电机驱动，所述支撑座固设在升降架上；
所述钻芯筒的轴线、钻孔电机的驱动轴和测力仪的拉拔方向重合，所述齿条与钻芯筒的轴线在同一竖直平面上平行。
进一步地，所述调节螺母设置在钻芯筒顶端外部，所述调节杆上端与调节螺母通过螺纹锁紧，所述调节杆通过调节螺母的旋转锁紧升降在钻芯筒筒壁内；
所述定位块为圆球，所述拔芯卡块为楔形块，所述拔芯卡块的尖端朝向钻芯筒上端设置，所述拔芯卡块的内侧面为上大下小的弧面，所述定位块的直径与拔芯卡块上端厚度之和大于拔芯槽的深度c，所述定位块的直径与拔芯卡块下端厚度之和小于拔芯槽的深度c；
所述拔芯槽设置了转动销，所述转动销与钻芯筒的轴线在同一竖直平面内相互垂直，所述拔芯卡块通过转动销能向钻芯筒内部横向翻转的设置在拔芯槽内。
进一步地，所述钻头朝钻芯筒的中空孔内倾斜设置，所述钻头伸入在钻芯筒孔内部，且所述钻头伸入钻芯筒内孔的长度为d，且d不超过2cm；
所述拔芯卡块伸入拔芯槽内壁的长度为s，所述长度d小于s。
进一步地，所述钻芯筒的封闭端上开设了进水孔，所述进水孔连通在钻芯筒的上端外部和中空内孔之间。
进一步地，所述连接块的外端设置了螺纹孔，所述钻孔电机的驱动轴上安装了驱动杆，所述连接块与驱动杆通过螺纹锁接。
进一步地，所述测力仪为锚杆拉拔仪，所述测力仪的拉拔端连接了拉接件，所述拉接件与钻孔电机锁接紧密，所述测力仪的拉力方向、拉接件和钻孔电机的驱动轴在同一直线上。
进一步地，所述升降架与齿轮通过轴承连接，所述升降架通过齿轮在齿条上升降。
一种混凝土粘结强度测试测试方法，这种保存方法需提供一种混凝土粘结强度测试装置，这种方法包括以下步骤：
步骤1，选定需要进行强度测试的平整混凝土面，圈定混凝土表面无缺陷部位；
步骤2，将两个锚固座的底部与混凝土面贴合，使齿条垂直于混凝土面，挪移锚固座位置，将钻芯筒的开口端正对选定的混凝土测试部位，确定锚固座固定位置后，用膨胀螺丝将锚固座锁紧在混凝土面上；
步骤3，调整调节杆位置，使定位块与拔芯卡块下端贴靠，使拔芯卡块与定位块不相互挤压，使拔芯卡块缩回在拔芯槽内；
步骤4，启动钻孔电机，所述钻孔电机驱动钻芯筒开始转动钻孔，同时向进水孔内注水，确保水从所述钻芯筒的开口端流出，升降电机驱动齿轮沿所述齿条超混凝土面平移靠近，所述钻芯筒开口端的钻头对需要测试的混凝土面开始钻芯；
步骤5，所述钻芯筒钻进到预定深度后，关闭所述钻孔电机，所述钻芯筒停止钻进，并停止向进水孔内注水，此时混凝土被所述钻芯筒的开口端面环切为圆柱体芯样；
步骤6，对所述钻芯筒顶端外部的调节螺母进行旋转，所述调节杆被调节螺母拉扯向上端平移，所述定位块跟随调节杆向上端平移，直至所述定位块与拔芯卡块上端相互抵靠，所述定位块将拔芯卡块位于上方的尖端部分顶出在钻芯筒内部的中空孔内，所述拔芯卡块的尖端伸出卡住芯样的侧壁，依次对称的调整全部所述拔芯卡块，通过多个所述拔芯卡块卡紧芯样；
步骤7，启动测力仪，所述测力仪开始对钻孔电机施加拉拔力，所述钻孔电机将拉拔力直接传递给钻芯筒，所述钻芯筒通过多个拔芯卡块将混凝土芯样进行拉拔，当所述测力仪检测到拉力不再增加时，记录最大力值，然后关闭测力仪；
步骤8，然后旋钮调节螺母，通过调节杆松开拔芯卡块，使钻芯筒与混凝土芯样松开分离，然后拆卸锚固座，使锚固座与混凝土测试面分离，完成一处选定位置的混凝土与岩层的粘结强度测试；
步骤9，每1000m2喷射混凝土面至少测试6处粘结强度，取样位置随机、均匀分布。
进一步地，所述拔芯卡块卡接混凝土芯样的深度h比喷射混凝土层总厚度小10cm。
本发明的有益效果是：1、本发明通过钻芯筒在混凝土面上钻取芯样，然后直接对芯样进行拉拔，不需要对测试的混凝土面上进行钻孔和植筋，也不需要等待植筋凝固，检测耗时短，检测操作简单，测试完成后可以直接进行后续的施工了，对缩短工期起到积极作用；
2、本装置不需要用冲击钻，也不需要使用钻机取芯，操作更加简单便捷，需要操作人员数量上，提高了工作效率；
3、本装置不是对植筋进拉拔测试，而是直接对混凝土芯样进行测试，从而实现了对混凝土与岩层的粘结强度的直接测试，测试对象更加直接，测试结果更加精准，而且不需要考虑植筋是否处于芯样中心的问题，本装置是通过对芯样侧壁均匀的夹持，使其受力更加均匀，避免植筋偏心倾斜受力歪斜的问题。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明整体组装结构示意图；
图2为本发明整体组装俯视示意图；
图3为本发明钻芯筒内部结构示意图；
图4为本发明拔芯槽在钻芯筒侧壁上分布示意图；
图5为本发明拔芯卡块缩回在拔芯槽内示意图；
图6为本发明拔芯卡块伸出在拔芯槽外卡锁状态示意图；
图7为本发明钻芯筒的钻头分布示意图；
图8为本发明拔芯槽内的拔芯卡块正面结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-钻芯筒，11-拔芯槽，111-拔芯卡块，112-调节螺母，113-定位块，114-调节杆，115-转动销，12-钻头，13-连接块，14-进水孔，2-支撑座，21-拉接件，22-测力仪，3-齿条，31-齿轮，32-升降电机，33-锚固座，34-升降架，4-钻孔电机，41-驱动杆。
具体实施方式
请参阅图1至8所示，本发明提供一种技术方案：一种混凝土粘结强度测试装置，包括：
钻芯筒1、支撑座2、齿条3、升降驱动32和钻孔电机4；
所述钻芯筒1的下端开口且内部中空的圆筒状结构，所述钻芯筒1内侧圆弧壁的同一高度位置上均匀开设了多个拔芯槽11，所述钻芯筒1下端开口处的圆环面上均匀设置了多个钻头12，所述钻芯筒1的上端封闭，所述钻芯筒1上端外部固设了连接块13；
每个所述拔芯槽11内部能转动的安置了一个拔芯卡块111，所述拔芯槽11内还设置了一个定位块113，所述定位块113的上端连接了一个调节杆114，所述调节杆114的上端伸出在钻芯筒1顶部，所述调节杆114能上下升降的安置在钻芯筒1筒壁内部，所述调节杆114通过调节螺母112与钻芯筒1锁紧；
所述定位块113夹持在拔芯槽11槽底与拔芯卡块111内侧面之间，所述拔芯卡块111上端与定位块113能相互挤压缩回的伸出在钻芯筒1的中空孔内；
所述支撑座2为稳定的框架，所述支撑座2内部稳定架设了测力仪22，所述测力仪22下方能分离的锁接了钻孔电机4，所述钻孔电机4锁接安装在连接块13上；
两个所述齿条3固定架设在一个锚固座33上，所述锚固座33能分离的锁紧在待测混凝土面上，两个所述齿条3之间啮合了一个齿轮31，所述锚固座33有两个，两个所述锚固座33上的两个齿轮31之间架设了一个升降架34，所述齿轮31通过升降电机32驱动，所述支撑座2固设在升降架34上；
所述钻芯筒1的轴线、钻孔电机4的驱动轴和测力仪22的拉拔方向重合，所述齿条3与钻芯筒1的轴线在同一竖直平面上平行，能够不在需要对混凝土植筋，就能对混凝土与岩层的粘结强度进行测试，因此也就不需要等待植筋的凝固了，缩短了植筋的凝固时间，有效缩短测试时间和工程施工时间，不需要再使用钻机和冲击钻，操作更加便捷，而且直接测试混凝土的强度，测试对象直接，避免通过植筋间接测试强度，从而本装置对混凝土的强度测试更加精确。
其中，调节螺母112设置在钻芯筒1上端顶部，所述调节杆114为螺杆，所述调节杆114通过螺纹在钻芯筒1筒壁内旋转升降；
所述定位块113为圆球，所述拔芯卡块111为楔形块，所述拔芯卡块111的尖端朝向钻芯筒1上端设置，所述拔芯卡块111的内侧面为上大下小的弧面，所述定位块113的直径与拔芯卡块111上端厚度之和大于拔芯槽11的深度c，所述定位块113的直径与拔芯卡块111下端厚度之和小于拔芯槽11的深度c；
所述拔芯槽11设置了转动销115，所述转动销115与钻芯筒1的轴线在同一竖直平面内相互垂直，所述拔芯卡块111通过转动销115能向钻芯筒1内部横向翻转的设置在拔芯槽11内，通过这样的结构能够在钻芯筒1外部旋钮调节螺母112，而拉动调节杆114，从而调节定位块114与拔芯卡块111的位置关系，从而调节拔芯卡块111向内伸出在钻芯筒1内孔内，或拔芯卡块111缩回在拔芯槽11内；
钻头12朝钻芯筒1的中空孔内倾斜设置，所述钻头12伸入在钻芯筒1孔内部，且所述钻头12伸入钻芯筒1内孔的长度为d，且d不超过2cm；
所述拔芯卡块111伸入拔芯槽11内壁的长度为s，所述长度d小于s，便于钻芯筒1内部与混凝土芯样分离，从而方便的对混凝土测力，又能够使拔芯卡块111对芯样卡紧拉拔，避免芯样松脱无法卡紧；
钻芯筒1的封闭端上开设了进水孔14，所述进水孔14连通在钻芯筒1的上端外部和中空内孔之间，既能够通过进水孔14对钻芯筒1下端的钻头12进行降温，又能够避免钻孔的内压过大；
连接块13的外端设置了螺纹孔，所述钻孔电机4的驱动轴上安装了驱动杆41，所述连接块13与驱动杆41通过螺纹锁接，便于钻孔电机4的连接和驱动，方便的对混凝土面钻孔；
测力仪22为锚杆拉拔仪，所述测力仪22的拉拔端连接了拉接件21，所述拉接件21与钻孔电机4锁接紧密，所述测力仪22的拉力方向、拉接件21和钻孔电机4的驱动轴在同一直线上，便于稳定的拉拔测试，并且测力准确，还能记录数值，便于计算所需混凝土与岩层的粘结强度参数，轴线重合，确保拉力方向准确，避免偏斜；
升降架34与齿轮31通过轴承连接，所述升降架34通过齿轮31在齿条3上升降，便于齿轮31转动，又不影响升降架34的升降。
一种混凝土粘结强度测试测试方法，这种保存方法需提供一种混凝土粘结强度测试装置，这种方法包括以下步骤：步骤1，选定需要进行强度测试的平整混凝土面，圈定混凝土表面无缺陷部位；
步骤2，将两个锚固座33的底部与混凝土面贴合，使齿条3垂直于混凝土面，挪移锚固座33位置，将钻芯筒1的开口端正对选定的混凝土与岩层的粘结强度测试部位，确定锚固座33固定位置后，用膨胀螺丝将锚固座33锁紧在混凝土面上；
步骤3，调整调节杆114位置，使定位块113与拔芯卡块111下端贴靠，使拔芯卡块111与定位块113不相互挤压，使拔芯卡块111缩回在拔芯槽11内；
步骤4，启动钻孔电机4，所述钻孔电机4驱动钻芯筒1开始转动钻孔，同时向进水孔14内注水，确保水从所述钻芯筒1的开口端流出，升降电机32驱动齿轮31沿所述齿条3超混凝土面平移靠近，所述钻芯筒1开口端的钻头12对需要测试的混凝土面开始钻芯；
步骤5，所述钻芯筒1钻进到预定深度后，比喷射混凝土总厚度小10cm即可，也就是拔芯卡块111卡接混凝土芯样的深度h比喷射混凝土层总厚度小10cm，但是钻孔的总深度不得低于2cm，且整个钻芯筒1的钻头钻进入岩壁深度不少于2cm，关闭所述钻孔电机4，所述钻芯筒1停止钻进，并停止向进水孔14内注水，此时混凝土被所述钻芯筒1的开口端面环切为圆柱体芯样，也就是芯样的最深处为岩体，岩体厚度不少于2cm；
步骤6，对所述钻芯筒1顶端外部的调节螺母112进行旋转，所述调节杆114被调节螺母112拉扯向上端平移，所述定位块113跟随调节杆114向上端平移，直至所述定位块113与拔芯卡块111上端相互抵靠，所述定位块113将拔芯卡块111位于上方的尖端部分顶出在钻芯筒1内部的中空孔内，所述拔芯卡块111的尖端伸出卡住芯样的侧壁，依次对称的调整全部所述拔芯卡块111，通过多个所述拔芯卡块111卡紧芯样；
步骤7，启动测力仪22，所述测力仪22开始对钻孔电机4施加拉拔力，所述钻孔电机4将拉拔力直接传递给钻芯筒1，所述钻芯筒1通过多个拔芯卡块111将混凝土芯样进行拉拔，当所述测力仪22检测到拉力不再增加时，记录最大力值，然后关闭测力仪22；
步骤8，然后旋钮调节螺母112，通过调节杆114松开拔芯卡块111，使钻芯筒1与混凝土芯样松开分离，然后拆卸锚固座33，使锚固座33与混凝土测试面分离，完成一处选定位置的混凝土与岩层的粘结强度测试；
步骤9，每1000m2喷射混凝土面至少测试6处粘结强度，取样位置随机、均匀分布。
在本发明的一个具体实施例中：
本发明实施例通过提供一种混凝土粘结强度测试装置，现有的钻芯拉拔测试混凝土与岩层的粘结强度的方法，是对凝固完成的混凝土重新钻孔和取芯，然后植筋，等待7-14天植筋与混凝土芯样凝固我整体后对植筋进行拉拔，本发明所遇到的技术问题是：1、这样的钻孔、取芯和植筋凝固的操作非常繁琐，而且植筋的过程混凝土容易破损，导致还需要再次操作，费时费力；2、这种测试方式耗时较久，而且难以立刻发现植筋的牢固性，往往最后来测试时发现植筋不合格，还需要再次操作，耗时久；3、植筋的钻孔都是人在钻，这样钻孔无法保证准确，很容易发生钻孔偏斜，这样偏斜的植筋在拉拔时会发生受力不均的情况，会直接导致拉拔力度不准，出现较大偏差；4、植筋拉拔不是直接对喷射混凝土芯样进行加持拉拔，植筋也具有一定的强度和延展性，拉拔植筋，会导致混凝土黏结强度的测试数据出现偏差。
本发明所解决的技术问题是：直接对混凝土本身进行测试，并且通过简单的设备对混凝土面进行钻芯，不需要植筋，操作更简单，而且拉拔力的测试具有即时性，能够立刻知道数值，不再需要等待。
实现了的技术效果为：1、本发明通过钻芯筒1在混凝土面上钻取芯样，然后直接对芯样进行拉拔，不需要对测试的混凝土面上进行钻孔和植筋，也不需要等待植筋凝固，检测耗时短，检测操作简单，测试完成后可以直接进行后续的施工了，对缩短工期起到积极作用；
2、本装置不需要用冲击钻，也不需要使用钻机取芯，而是使用钻芯筒1直接对混凝土面进行钻芯，操作更加简单便捷，需要操作人员数量上，提高了工作效率；
3、本装置不再需要对植筋进拉拔测试，而是直接对混凝土芯样进行测试，从而实现了对混凝土与岩层的粘结强度的直接测试，测试对象更加直接，测试结果更加精准，而且不需要考虑植筋是否处于芯样中心的问题，本装置是通过对芯样侧壁均匀的夹持，使其受力更加均匀，避免植筋偏心倾斜受力歪斜的问题。
本发明实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：
为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
本发明在制作时，先制作框架结构的支撑座2，支撑座2上固定升降架34，升降架34为横向伸出在支撑座2的两端，而支撑座2内部安装测力仪22，测力仪22为锚杆拉拔仪，测力仪22的拉拔端还要连接一个拉接件21；
锚杆拉拔仪是一种质检单位必备的现场检测仪器，主要被用来检测各种锚杆、钢筋等锚固体的锚固力，锚杆拉拔仪，是质检单位必备的现场检测仪器。锚杆拉拔仪它主要被用来检测各种锚杆、钢筋等锚固体的锚固力。锚杆拉拔仪由手动泵、液压缸、智能数显压力表、带快速接头的高压油管、锚具和手提便携箱组成，其液压缸为中空自复位式，智能数字压力表为可直接读取锚杆拉力值，并有峰值保持、存储和查询功能，特别适合现场使用，操作简单，本装置的测力仪22的拉拔的锚杆就是拉接件21，而拉接件21的一端与测力仪22锁紧，另一端套装锁紧在钻孔电机4的机体上，钻孔电机4的驱动轴为驱动杆41，驱动杆41的驱动端为螺杆，驱动杆41锁紧在钻芯筒1的封闭端；
本装置的上端是指图1中钻芯筒1的封闭一端，也是支撑座2的一端，支撑座2处于钻芯筒1上方，本装置下端是指钻头12的一端，也就是贴合混凝土面钻孔的一端。
还需要制作两套固定本装置的锚固座33，锚固座33就是平板状结构，所述锚固座33通过膨胀螺栓能分离的锁紧在待测混凝土面上，锚固座33上固定架设齿条3，锚固座33需要贴合在混凝土的测试面进行锚固锁紧，而齿条3需要垂直于锚固座33所在平面，也就是需要齿条3垂直于需要测试的混凝土面，而每个锚固座33上都有两个齿条3，每个锚固座33的两个齿条3之间都啮合了一个齿轮31，在两个锚固座33的齿轮31上都通过轴承安装了一个升降架34，升降架34需要保持与锚固座33平行，也就是需要升降架34与混凝土测试面保持平行，而其中一个锚固座33上的齿轮31上需要安装一个升降电机32，升降电机32能够对齿轮驱动，从而使升降架34升降，便于将整个支撑座2和钻芯筒1升降与混凝土面贴合；
外部支撑和升降结构架设完成后还需要制作钻芯筒1，钻芯筒1是圆筒结构，钻芯筒1的上端封闭下端开口，钻芯筒1是内部中空的圆筒，钻芯筒1下端开口处的圆环面上均匀设置了多个钻头12，钻头12朝钻芯筒1的中空孔内倾斜设置，所述钻头12伸入在钻芯筒1孔内部，且所述钻头12伸入钻芯筒1内孔的长度为d，且d不超过2cm；所述拔芯卡块111伸入拔芯槽11内壁的长度为s，所述长度d小于s；
只要向钻芯筒1内孔伸出即可，确保钻头12能够将钻入的芯样与钻芯筒1内壁有一定间隙，避免拉拔时芯样被钻芯筒1影响，钻头12还需要一些钻头能钻芯筒1外壁伸出，使钻芯筒1的外壁也与混凝土层分离，便于测试完成后钻芯筒1抽出；钻头12也有多个方向不同的，也有多个钻头12向钻芯筒1筒壁外部倾斜的，便于通过多个不同方向的钻头12有效的将混凝土芯与原有喷射浇筑的凝结混凝土墙壁或者地面完全分离，形成断层，从而能够无干扰多余连接的对用于混凝土测试的芯样进行拉拔和测试拉拔力，数据更加准确。
所述钻芯筒1的下端开口且内部中空的圆筒状结构，钻芯筒1内径尺寸可取60～200mm，钻孔拉拔深度，所述钻芯筒1的圆筒中空内壁上的同一高度位置上均匀开设了多个拔芯槽11，钻芯筒1的上端封闭，钻芯筒1上端外部固设了连接块13，连接块13上端的中心处设置了螺孔，连接块13与驱动杆41锁紧，便于钻孔电机4对钻芯筒1进行驱动钻孔；
拔芯槽11的数量在4-12个之间，以拔芯槽11的大小和钻芯筒1的直径为依据，而拔芯槽11数量最佳为6个或者8个，对称设置这样使切割的混凝土芯受力更加均匀；
每个所述拔芯槽11内部设置了一个转动销115，所述拔芯槽11设置了转动销115，所述转动销115与钻芯筒1的轴线在同一竖直平面内相互垂直，所述拔芯卡块111通过转动销115能向钻芯筒1内部横向翻转的设置在拔芯槽11内
每个拔芯槽11内都通过转动销115转动安装了一个拔芯卡块111，所述拔芯槽11内还设置了一个定位块113，所述定位块113的上端连接了一个调节杆114，所述调节杆114的上端伸出在钻芯筒1顶部，所述调节杆114能上下升降的安置在钻芯筒1筒壁内部，所述调节杆114通过调节螺母112与钻芯筒1锁紧，调节杆114为光杆，调节杆114伸出钻芯筒1顶部的一端有螺纹，调节杆114上端的螺纹与调节螺母112锁紧调节，通过调节螺母112的旋转拉拔，将调节杆114向上拔出，使定位块113与拔芯卡块111上端相互抵靠卡住，而旋转松开调节螺母112就可以将调节杆114向下推入，而使拔芯卡块111与定位块113相互松开；
所述定位块113夹持在拔芯槽11槽底与拔芯卡块111内侧面之间，所述拔芯卡块111上端与定位块113能相互挤压缩回的伸出在钻芯筒1的中空孔内；调节螺母112设置在钻芯筒1上端顶部，所述调节杆114为螺杆，所述调节杆114通过螺纹在钻芯筒1筒壁内旋转升降；
调节杆114的另一安装方式，调节杆114也可以是整根螺杆，调节杆114通过螺纹安装在钻芯筒1内，调节杆114外部固定焊接一个调节螺母112，通过旋转调节螺母112转动调节杆114，使调节杆114在钻芯筒1内升降，而带动定位块113升降，本装置的结构只要带动定位块113升降与拔芯卡块111上端相互挤压抵靠即可，并且确保将拔芯卡块111顶出卡紧或者松开使拔芯卡块111缩回拔芯槽11内，而且这样卡装更加紧密；调节杆114选用刚度高、变形小、温度不敏感的材料制成，钢条应具有较好的刚度能够在推动或者拉回定位球的时候不产生或少产生变形、弯曲等影响操作效果的不利动作。
所述定位块113为圆球，所述拔芯卡块111为楔形块，所述拔芯卡块111的尖端朝向钻芯筒1上端设置，所述拔芯卡块111的内侧面为上大下小的弧面，所述定位块113的直径与拔芯卡块111上端厚度之和大于拔芯槽11的深度c，所述定位块113的直径与拔芯卡块111下端厚度之和小于拔芯槽11的深度c，所述长度d小于s，这样就能使拔芯卡块111的伸出卡住混凝土芯的长度s大于钻头12钻出的间隙d，确保拔芯卡块111能够将混凝土芯样卡住进行拉拔；
钻芯筒1的封闭端上还要开设进水孔14，所述进水孔14连通在钻芯筒1的上端外部和中空内孔之间，便于向钻芯筒1内注水对钻头12进行降温。
本发明在使用时，本装置可以对竖直的混凝土墙壁进行检测，也可以对水平的地面进行检测，操作时只需要将锚固座33通过膨胀螺丝锁紧在需要测试的混凝土面上即可，然后确保升降架34在齿条3的同一高度位置，然后控制升降电机32对齿轮31进行驱动，使钻头12与混凝土面贴合，然后开启钻孔电机4，钻孔电机4对钻芯筒1进行驱动，使钻芯筒1最混凝土面进行钻孔，钻芯筒1内孔为钻出的混凝土芯样，然后继续控制升降电机32向混凝土面方向下降，检测试验时，选用的拔芯卡块111距离钻芯筒1顶部距离根据喷射混凝土层设计厚度而定，如喷射混凝土设计厚度30cm，则选用拔芯卡块111距离钻芯筒1内腔顶部为20cm；如喷射混凝土层设计厚度50cm，则选用拔芯卡块111距离钻芯筒1顶部40cm，钻孔深度需要大于混凝层厚度，也就是拉拔深度比喷射混凝土设定厚度小10cm，而钻孔深度需要确保该深度即可，喷射混凝土层厚度是浇筑前预设固定的，而拔芯卡块111与钻芯筒1的钻头12端面深度也是固定的，只需要确保钻孔深度即可。
然后旋转所有的调节螺母112，将连接块13升起，使连接块13与拔芯卡块111上端进行相机挤压抵靠，将拔芯卡块111的楔形尖端顶出，使拔芯卡块111的楔形尖端顶住被钻芯筒1钻出的混凝土芯样侧壁上，然后开启测力仪22，测力仪22是锚杆拉拔仪，内部有液压顶起装置，测力仪22对钻芯筒1和钻孔电机4进行拉拔，不断施力对钻出的混凝土芯样进行拉拔，当拉力不再增加时，关闭测力仪22；记录最大力值，旋转调节杆114，使定位块113与拔芯卡块111互相松开不抵靠，此时拔芯卡块111缩回拔芯槽11内，从而可以拆卸设备，完成试验。
因为本装置是针对喷射混凝土粘结强度测试进行设计的，所以使用的齿条强度和锚杆拉拔仪都是以混凝土与岩层的粘结强度为基准的，因此只适用于混凝土与岩层的粘结强度测试，本装置也是针对混凝测试中遇到的技术问题进行的研发，包括拉拔测试的方式也是本领域对混凝土粘结强度测试的常规试验方式。
另外，在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶部”、“底部”等，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (9)
1.一种混凝土粘结强度测试装置，其特征在于，包括：钻芯筒(1)、支撑座(2)、齿条(3)、升降驱动(32)和钻孔电机(4)；
所述钻芯筒(1)的下端开口且内部中空的圆筒状结构，所述钻芯筒(1)内侧圆弧壁的同一高度位置上均匀开设了多个拔芯槽(11)，所述钻芯筒(1)下端开口处的圆环面上均匀设置了多个钻头(12)，所述钻芯筒(1)的上端封闭，所述钻芯筒(1)上端外部固设了连接块(13)；
每个所述拔芯槽(11)内部能转动的安置了一个拔芯卡块(111)，所述拔芯槽(11)内还设置了一个定位块(113)，所述定位块(113)的上端连接了一个调节杆(114)，所述调节杆(114)的上端伸出在钻芯筒(1)顶部，所述调节杆(114)能上下升降的安置在钻芯筒(1)筒壁内部，所述调节杆(114)通过调节螺母(112)与钻芯筒(1)锁紧；
所述定位块(113)夹持在拔芯槽(11)槽底与拔芯卡块(111)内侧面之间，所述拔芯卡块(111)上端与定位块(113)能相互挤压缩回的伸出在钻芯筒(1)的中空孔内；
所述支撑座(2)为稳定的框架，所述支撑座(2)内部稳定架设了测力仪(22)，所述测力仪(22)下方能分离的锁接了钻孔电机(4)，所述钻孔电机(4)锁接安装在连接块(13)上；
两个所述齿条(3)固定架设在一个锚固座(33)上，所述锚固座(33)能分离的锁紧在待测混凝土面上，两个所述齿条(3)之间啮合了一个齿轮(31)，所述锚固座(33)有两个，两个所述锚固座(33)上的两个齿轮(31)之间架设了一个升降架(34)，所述齿轮(31)通过升降电机(32)驱动，所述支撑座(2)固设在升降架(34)上；
所述钻芯筒(1)的轴线、钻孔电机(4)的驱动轴和测力仪(22)的拉拔方向重合，所述齿条(3)与钻芯筒(1)的轴线在同一竖直平面上平行。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土粘结强度测试装置，其特征在于：所述调节螺母(112)设置在钻芯筒(1)顶端外部，所述调节杆(114)上端与调节螺母(112)通过螺纹锁紧，所述调节杆(114)通过调节螺母(112)的旋转锁紧升降在钻芯筒(1)筒壁内；
所述定位块(113)为圆球，所述拔芯卡块(111)为楔形块，所述拔芯卡块(111)的尖端朝向钻芯筒(1)上端设置，所述拔芯卡块(111)的内侧面为上大下小的弧面，所述定位块(113)的直径与拔芯卡块(111)上端厚度之和大于拔芯槽(11)的深度c，所述定位块(113)的直径与拔芯卡块(111)下端厚度之和小于拔芯槽(11)的深度c；
所述拔芯槽(11)设置了转动销(115)，所述转动销(115)与钻芯筒(1)的轴线在同一竖直平面内相互垂直，所述拔芯卡块(111)通过转动销(115)能向钻芯筒(1)内部横向翻转的设置在拔芯槽(11)内。
3.根据权利要求1所述的一种混凝土粘结强度测试装置，其特征在于：所述钻头(12)朝钻芯筒(1)的中空孔内倾斜设置，所述钻头(12)伸入在钻芯筒(1)孔内部，且所述钻头(12)伸入钻芯筒(1)内孔的长度为d，且d不超过2cm；
所述拔芯卡块(111)伸入拔芯槽(11)内壁的长度为s，所述长度d小于s。
4.根据权利要求1所述的一种混凝土粘结强度测试装置，其特征在于：所述钻芯筒(1)的封闭端上开设了进水孔(14)，所述进水孔(14)连通在钻芯筒(1)的上端外部和中空内孔之间。
5.根据权利要求1所述的一种混凝土粘结强度测试装置，其特征在于：所述连接块(13)的外端设置了螺纹孔，所述钻孔电机(4)的驱动轴上安装了驱动杆(41)，所述连接块(13)与驱动杆(41)通过螺纹锁接。
6.根据权利要求1所述的一种混凝土粘结强度测试装置，其特征在于：所述测力仪(22)为锚杆拉拔仪，所述测力仪(22)的拉拔端连接了拉接件(21)，所述拉接件(21)与钻孔电机(4)锁接紧密，所述测力仪(22)的拉力方向、拉接件(21)和钻孔电机(4)的驱动轴在同一直线上。
7.根据权利要求1所述的一种混凝土粘结强度测试装置，其特征在于：所述升降架(34)与齿轮(31)通过轴承连接，所述升降架(34)通过齿轮(31)在齿条(3)上升降。
8.一种混凝土粘结强度测试方法，其特征在于：所述混凝土粘结强度测试方法需要提供如权利要求1-7所述的一种混凝土粘结强度测试装置，包括以下步骤：
步骤1，选定需要进行强度测试的平整混凝土面，圈定混凝土表面无缺陷部位；
步骤2，将两个锚固座(33)的底部与混凝土面贴合，使齿条(3)垂直于混凝土面，挪移锚固座(33)位置，将钻芯筒(1)的开口端正对选定的混凝土测试部位，确定锚固座(33)固定位置后，用膨胀螺丝将锚固座(33)锁紧在混凝土面上；
步骤3，调整调节杆(114)位置，使定位块(113)与拔芯卡块(111)下端贴靠，使拔芯卡块(111)与定位块(113)不相互挤压，使拔芯卡块(111)缩回在拔芯槽(11)内；
步骤4，启动钻孔电机(4)，所述钻孔电机(4)驱动钻芯筒(1)开始转动钻孔，同时向进水孔(14)内注水，确保水从所述钻芯筒(1)的开口端流出，升降电机(32)驱动齿轮(31)沿所述齿条(3)超混凝土面平移靠近，所述钻芯筒(1)开口端的钻头(12)对需要测试的混凝土面开始钻芯；
步骤5，所述钻芯筒(1)钻进到预定深度后，关闭所述钻孔电机(4)，所述钻芯筒(1)停止钻进，并停止向进水孔(14)内注水，此时混凝土被所述钻芯筒(1)的开口端面环切为圆柱体芯样；
步骤6，对所述钻芯筒(1)顶端外部的调节螺母(112)进行旋转，所述调节杆(114)被调节螺母(112)拉扯向上端平移，所述定位块(113)跟随调节杆(114)向上端平移，直至所述定位块(113)与拔芯卡块(111)上端相互抵靠，所述定位块(113)将拔芯卡块(111)位于上方的尖端部分顶出在钻芯筒(1)内部的中空孔内，所述拔芯卡块(111)的尖端伸出卡住芯样的侧壁，依次对称的调整全部所述拔芯卡块(111)，通过多个所述拔芯卡块(111)卡紧芯样；
步骤7，启动测力仪(22)，所述测力仪(22)开始对拉接件(21)施加拉拔力，所述拉接件(21)将拉拔力通过钻孔电机(4)传递给钻芯筒(1)，所述钻芯筒(1)通过多个拔芯卡块(111)将混凝土芯样进行拉拔，当所述测力仪(22)检测到拉力不再增加时，记录最大力值，然后关闭测力仪(22)；
步骤8，然后旋钮调节螺母(112)，通过调节杆(114)松开拔芯卡块(111)，使钻芯筒(1)与混凝土芯样松开分离，然后拆卸锚固座(33)，使锚固座(33)与混凝土测试面分离，完成一处选定位置的混凝土与岩层的粘结强度测试；
步骤9，每1000m2喷射混凝土面至少测试6处粘结强度，取样位置随机、均匀分布。
9.根据权利要求8所述的一种混凝土粘结强度测试方法，其特征在于：所述拔芯卡块(111)卡接混凝土芯样的深度h比喷射混凝土层总厚度小10cm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20230314 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |