CN118294261A - 一种室内测试注浆体抗剪强度与破坏模式的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种室内测试注浆体抗剪强度与破坏模式的方法,属于注浆强度测试技术领域,包括以下步骤:在土体底部打出预留拉线的拉线孔;在注浆孔中放入待测的杆体,将杆体固定于注浆孔的中心;向注浆孔中的注浆区域内注入浆液;待注浆孔内的注浆体凝固后,在注浆体底部同样打出预留的拉线孔,插入拉线并注浆固定;对土体的周向施加一定的围压;将杆体的端部连接至拉拔装置的输出端并进行拉拔;作用于杆体的拉拔力通过数据传导至电脑,在拉拔过程中,观察每条拉线所移动的位移大小,通过数据骤变以及拉线位移大小作为依据,判断试件中注浆体的抗剪强度与破坏模式。本发明方法可以高效地获得在拉拔过程中注浆体的整体破坏形式。
Description
技术领域
本发明属于注浆强度测试技术领域,具体涉及一种室内测试注浆体抗剪强度与破坏模式的方法。
背景技术
近些年来,随着我国城市化进程不断加快以及大力发展交通运输行业,隧道及地下工程获得了更加广阔的发展空间。锚杆支护因其显著的技术以及较好的经济优越性在煤矿中得到广泛应用,现如今也慢慢运用于地下隧道施工中。为更好地保证地下隧道工程的施工安全,提高锚杆(索)的支护质量以及其支护强度,需对锚固力影响因素以及锚杆(索)粘结界面应力传递规律进行研究。而注浆体作为影响锚杆(索)支护效果的主要因素,注浆效果的好坏直接影响到锚杆(索)的抗剪强度,是保证隧道施工安全性的重要指标。
目前,大多数的抗剪试验与锚杆拉拔试验很难准确判断出注浆体的破坏模式,多是为了便于测试出锚杆抗剪强度以及提高试验效率。因此,急需提供一种室内测试注浆体抗剪强度与破坏模式的方法,可以高效地获得在拉拔过程中注浆体的整体破坏形式。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种室内测试注浆体抗剪强度与破坏模式的方法,可以解决上述技术问题。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明公开的一种室内测试注浆体抗剪强度与破坏模式的方法,包括以下步骤:
第一步,将土体置于矩形的围压箱内,在土体预注浆处打出注浆孔,然后在土体底部打出预留拉线的拉线孔,拉线孔的轴线与注浆孔的轴线平行;
第二步,在注浆孔中放入待测的杆体,将杆体固定于注浆孔的中心,避免注浆时杆体在注浆孔内产生滑移;
第三步,在底部拉线孔处放置拉线,并注入浆液,固定并记录拉线初始位置;向注浆孔中的注浆区域内注入浆液,在浆液凝固期间,保持中心处杆体的稳定;
第四步,待注浆孔内的注浆体凝固后,在注浆体底部同样打出预留的拉线孔,插入拉线并注浆固定;
第五步,启动围压装置作用于围压箱,对土体的周向施加一定的围压;
第六步,在土体固定好后,将杆体的端部连接至拉拔装置的输出端并进行拉拔;
第七步,作用于杆体的拉拔力通过数据传导至电脑,当拉拔力出现骤降时,结束拉拔;在拉拔过程中,观察每条拉线所移动的位移大小,通过数据骤变以及拉线位移大小作为依据,判断试件中注浆体的抗剪强度与破坏模式。
进一步,在第一步中,在注浆孔钻孔前,进行围压箱的安装;安装时,首先安装四块周向布置的围压板,相邻两块围压板之间在围压箱的转角处相隔布置,在围压板的一端安装端头板,通过弹性抵紧组件将端头板抵紧在围压板的端部,围压板连接至围压装置的输出端,施加围压时,同时对四块围压板施加作用力,围压板可以沿径向位移后对土体进行压缩。
进一步,在对围压板施加围压时,通过L型限位板同时对围压箱的转角处的土体进行限位;安装好围压板后,将相邻两块围压板之间的间隔位置通过L型限位板进行封闭,其中L型限位板的两侧分别与围压板侧面开设的滑槽滑动配合。
进一步,在滑槽内安装滚轮,滚轮的轴线与注浆孔的轴线平行,将L型限位板的侧面滑动插入滑槽内,滚轮的表面与L型限位板接触,将L型限位板的侧面限位安装在滑槽内的两组滚轮之间,滑动调节L型限位板的位置,保证L型限位板不会在横向或者纵向出现卡死,在L型限位板与滑槽的底部之间安装弹性支撑装置。
进一步,第五步所述的围压装置包括支撑框和液压缸,在第一步在对围压箱安装完成后,将支撑框置于围压箱的外侧,支撑框的四周内壁均安装有液压缸,液压缸的输出端连接至围压板,液压缸的输出方向沿着围压板的法向,在对土体施加围压时,同步启动各液压缸对土体的周向施加相同的围压。
进一步,在对土体施加围压时,通过渗水管上的渗水孔对土体供水使其同步吸水,在支撑框安装完成后,将渗水管安装于支撑框,渗水管的外端伸出支撑框后连接至水泵,渗水管的内端滑动穿过围压板上开设的滑孔后深入土体内,让渗水孔对土体进行供水。
本发明的有益效果在于:
本发明公开的一种室内测试注浆体抗剪强度与破坏模式的方法,通过分别在注浆体以及土体中买入传感用的拉线,在拉拔过程中,观察每条拉线所移动的位移大小,通过数据骤变以及拉线位移大小作为依据,可以判断试件中注浆体的抗剪强度与破坏模式,通过本发明公开的简易的、能真实反映注浆体抗剪强度与破坏模式的方法,可以降低制作成本和提高试验效率。
本发明公开的测试方法,通过设置可变直径的围压箱,在对杆体进行拉拔时,可以同时对土体的周向施加围压,因此可以更为准确地判断出,围压条件下注浆体抗剪强度与破坏模式,从而可以在室内提供更为全面的测试数据。
本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的,或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本发明提供如下附图进行说明:
图1为本发明测试方法的流程图;
图2为测试装置的结构示意图一;
图3为测试装置的结构示意图二;
图4为测试装置的主视图;
图5为测试装置的剖视图;
图6为L型限位板的结构示意图;
图7为围压板的结构示意图;
图8为渗水管的结构示意图。
附图中标记如下:土体1、围压箱2、注浆孔3、拉线孔4、杆体5、注浆体6、拉拔装置7、围压板8、端头板9、弹性抵紧组件10、L型限位板11、滑槽12、滚轮13、弹性支撑装置14、支撑框15、液压缸16、渗水管17、渗水孔18、拉线19。
具体实施方式
如图1所示,本发明公开的一种室内测试注浆体抗剪强度与破坏模式的方法,其中图2-图8为基于该方法用于该测试的装置,包括以下步骤:
第一步,将土体1置于矩形的围压箱2内,围压箱2至少有5个面,土体1在围压箱2的限制作用下,外形呈柱状。在土体1的一端,通过钻机在土体1预注浆处打出注浆孔3,注浆孔3沿着土体1的长度方向延伸,然后在土体1底部打出预留拉线19的拉线孔4,孔径的尺寸与拉线19的尺寸对应,土体1内的拉线孔4一组至少为6个,环形均布在注浆孔3的四周,拉线孔4的轴线与注浆孔3的轴线平行;土体1内拉线孔4内的拉线19可以用于检测土体1的破坏情况。
第二步,在注浆孔3中放入待测的杆体5,杆体5即为用于测试的锚杆,杆体5与注浆孔3同轴,沿着注浆孔3的轴向延伸,杆体5的安装用于模拟现实锚杆的安装情况。在安装时,将杆体5固定于注浆孔3的中心,避免注浆时杆体5在注浆孔3内产生滑移;
第三步,在底部拉线孔4处放置拉线19,并注入浆液,通过浆液将拉线19固定在拉线孔4内,固定并记录拉线19初始位置;向注浆孔3中的注浆区域内注入浆液,在浆液凝固期间,保持中心处杆体5的稳定,完成注浆体6与杆体5的连接;
第四步,待注浆孔3内的注浆体6凝固后,在注浆体6底部同样打出预留的拉线孔4,插入拉线19并注浆固定,完成注浆体6内拉线19的安装;
第五步,启动围压装置作用于围压箱2,对土体1的周向施加一定的围压,可以更为真实地模拟测试情况;
第六步,在土体1固定好后,将杆体5的端部连接至拉拔装置7的输出端并进行拉拔;
第七步,作用于杆体5的拉拔力通过数据传导至电脑,当拉拔力出现骤降时,结束拉拔;在拉拔过程中,观察每条拉线19所移动的位移大小,通过数据骤变以及拉线19位移大小作为依据,判断试件中注浆体6的抗剪强度与破坏模式。
注浆体6破坏模式判定结果如下:
(1)在拉拔结束后,若土体1和注浆体6中的拉线19均无明显位移,则判断为杆体5从注浆体6中被单独拔出,即杆体5与注浆体6之间的界面发生滑移,接触界面处的注浆体6发生剪切破坏。
(2)若在拉拔过程中,仅有注浆体6处的拉线19发生位移,且杆体5带着部分浆体被拔出,则判断为注浆体6内部发生剪切破坏。
(3)若在拉拔过程中,仅有注浆体6处的拉线19发生位移,且杆体5带着整个注浆体6拔出,则判断为注浆体6与土体1之间的界面发生滑移。
(4)若在拉拔过程中,注浆体6处的拉线19位移大于土体1处的拉线19位移,且杆体5带着整个注浆体6拔出,则判断为土体1内部发生土体1的剪切破坏。
本实施例中,在第一步中,在注浆孔3钻孔前,进行围压箱2的安装,以对土体1进行限位,通过改变围压箱2的直径,以确定土体1的初始压力;本实施例围压箱2的截面为正方形,安装时,首先安装四块周向布置的围压板8,每一块围压板8的结构相同,相邻两块围压板8之间在围压箱2的转角处相隔布置,相隔的具体完全相同,在围压板8的一端安装端头板9,端头板9用于对土体1进行密封,通过弹性抵紧组件10将端头板9抵紧在围压板8的端部,围压板8连接至围压装置的输出端,施加围压时,同时对四块围压板8施加作用力,围压板8可以沿径向位移后对土体1进行压缩。通过设置可变直径的围压箱2,在对杆体5进行拉拔时,可以同时对土体1的周向施加围压,因此可以更为准确地判断出,围压条件下注浆体6抗剪强度与破坏模式,从而可以在室内提供更为全面的测试数据。
本实施例中,在对围压板8施加围压时,通过L型限位板11同时对围压箱2的转角处的土体1进行限位,再周向整体对土体1进行限位后,可以起到更为稳定的围压力的施加效果;安装好围压板8后,将相邻两块围压板8之间的间隔位置通过L型限位板11进行封闭,其中L型限位板11的两侧分别与围压板8侧面开设的滑槽12滑动配合,在围压板8之间的距离缩小时,L型限位板11不会对围压板8产生阻碍作用,让围压箱2的变形过程更为流畅。
本实施例中,在滑槽12内安装滚轮13,滚轮13的轴线与注浆孔3的轴线平行,将L型限位板11的侧面滑动插入滑槽12内,滚轮13的表面与L型限位板11接触,将L型限位板11的侧面限位安装在滑槽12内的两组滚轮13之间,滑动调节L型限位板11的位置,保证L型限位板11不会在横向或者纵向出现卡死,在L型限位板11与滑槽12的底部之间安装弹性支撑装置14,弹性支撑装置14采用弹簧,对L型限位板11提供向外的弹性的支撑力,在液压缸16卸载后,弹性支撑装置14支撑L型限位板11向外移动,使得围压箱2处于初始的状态,后续可以重新添加土体1,方便下一次测试的顺利进行。
本实施例中,第五步的围压装置包括支撑框15和液压缸16,在第一步在对围压箱2安装完成后,将支撑框15置于围压箱2的外侧,支撑框15的四周内壁均安装有液压缸16,液压缸16的输出端连接至围压板8,液压缸16的输出方向沿着围压板8的法向,在对土体1施加围压时,同步启动各液压缸16对土体1的周向施加相同的围压。通过设置支撑框15和液压缸16,可以对土体1的四周施加均匀的围压,装置简单,液压缸16通过连接控制器同步进行控制,可以降低制作成本和提高试验效率
本实施例中,在对土体1施加围压时,通过渗水管17上的渗水孔18对土体1供水使其同步吸水,在支撑框15安装完成后,将渗水管17安装于支撑框15,渗水管17的外端伸出支撑框15后连接至水泵,渗水管17的内端滑动穿过围压板8上开设的滑孔后深入土体1内,让渗水孔18对土体1进行供水。通过设置渗水管17,可以对土体1吸水情况下围压的变换情况进行模拟,可以提供更为真实的测试环境。通过设置水泵,可以改变供水的压力。
最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (6)
1.一种室内测试注浆体抗剪强度与破坏模式的方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一步,将土体置于矩形的围压箱内,在土体预注浆处打出注浆孔,然后在土体底部打出预留拉线的拉线孔,拉线孔的轴线与注浆孔的轴线平行;
第二步,在注浆孔中放入待测的杆体,将杆体固定于注浆孔的中心,避免注浆时杆体在注浆孔内产生滑移;
第三步,在底部拉线孔处放置拉线,并注入浆液,固定并记录拉线初始位置;向注浆孔中的注浆区域内注入浆液,在浆液凝固期间,保持中心处杆体的稳定;
第四步,待注浆孔内的注浆体凝固后,在注浆体底部同样打出预留的拉线孔,插入拉线并注浆固定;
第五步,启动围压装置作用于围压箱,对土体的周向施加一定的围压;
第六步,在土体固定好后,将杆体的端部连接至拉拔装置的输出端并进行拉拔;
第七步,作用于杆体的拉拔力通过数据传导至电脑,当拉拔力出现骤降时,结束拉拔;在拉拔过程中,观察每条拉线所移动的位移大小,通过数据骤变以及拉线位移大小作为依据,判断试件中注浆体的抗剪强度与破坏模式。
2.根据权利要求1所述的一种室内测试注浆体抗剪强度与破坏模式的方法,其特征在于,在第一步中,在注浆孔钻孔前,进行围压箱的安装;安装时,首先安装四块周向布置的围压板,相邻两块围压板之间在围压箱的转角处相隔布置,在围压板的一端安装端头板,通过弹性抵紧组件将端头板抵紧在围压板的端部,围压板连接至围压装置的输出端,施加围压时,同时对四块围压板施加作用力,围压板可以沿径向位移后对土体进行压缩。
3.根据权利要求2所述的一种室内测试注浆体抗剪强度与破坏模式的方法,其特征在于,在对围压板施加围压时,通过L型限位板同时对围压箱的转角处的土体进行限位;安装好围压板后,将相邻两块围压板之间的间隔位置通过L型限位板进行封闭,其中L型限位板的两侧分别与围压板侧面开设的滑槽滑动配合。
4.根据权利要求3所述的一种室内测试注浆体抗剪强度与破坏模式的方法,其特征在于,在滑槽内安装滚轮,滚轮的轴线与注浆孔的轴线平行,将L型限位板的侧面滑动插入滑槽内,滚轮的表面与L型限位板接触,将L型限位板的侧面限位安装在滑槽内的两组滚轮之间,滑动调节L型限位板的位置,保证L型限位板不会在横向或者纵向出现卡死,在L型限位板与滑槽的底部之间安装弹性支撑装置。
5.根据权利要求2-4任一项所述的一种室内测试注浆体抗剪强度与破坏模式的方法,其特征在于,第五步所述的围压装置包括支撑框和液压缸,在第一步在对围压箱安装完成后,将支撑框置于围压箱的外侧,支撑框的四周内壁均安装有液压缸,液压缸的输出端连接至围压板,液压缸的输出方向沿着围压板的法向,在对土体施加围压时,同步启动各液压缸对土体的周向施加相同的围压。
6.根据权利要求5所述的一种室内测试注浆体抗剪强度与破坏模式的方法,其特征在于,在对土体施加围压时,通过渗水管上的渗水孔对土体供水使其同步吸水,在支撑框安装完成后,将渗水管安装于支撑框,渗水管的外端伸出支撑框后连接至水泵,渗水管的内端滑动穿过围压板上开设的滑孔后深入土体内,让渗水孔对土体进行供水。
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