CN212254870U - 一种双向受力下锚固体承载能力试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种双向受力下锚固体承载能力试验装置，包括侧向约束加载系统和侧向加载系统，所述侧向约束加载系统包括3块相互平行布置的刚性板和穿过3块刚性板的刚性连接杆，所述刚性连接杆的两端固定有螺帽；两两之间分别设有锚固体模型以及千斤顶、压力传感器，所述千斤顶的一端顶在刚性板上，所述千斤顶的另一端顶在压力传感器上，所述压力传感器设置在中间的刚性板上；所述千斤顶和压力传感器组成侧向加载系统。本实用新型所提供的双向受力下锚固体承载能力试验装置构造简单，操作方便，经济性较好，可以实现不同侧向约束力下锚固体承载能力定量研究，完善锚固体强度强化理论，为锚杆支护设计提供依据。
Description
技术领域
本实用新型属于地下工程围岩支护技术领域，涉及一种双向受力下锚固体承载能力试验装置，适用于矿山、交通、水利水电等领域的地下工程支护结构稳定性评价。
背景技术
锚杆支护是控制地下工程围岩稳定的常用支护手段之一，在矿山、交通、水利水电等工程领域均得到了广泛应用，并带来了巨大的经济效益，但目前对于锚杆支护作用机理，却存在认识不一、理论匮乏的问题，支护理论严重滞后于工程技术的发展。
在大量模型试验基础上提出的锚固体强度强化理论，很好地揭示了锚杆支护对于破碎围岩稳定控制的作用机理，对指导现场的锚杆支护设计具有重要的意义，但该理论的试验基础为锚固结构单向受力，与围岩实际受力状态存在较大差异。实际情况是，原始状态围岩是处于三向受力的，洞室开挖后会出现一个临空面，沿围岩径向发生应力释放，围岩由三向受力转变为双向受力。因此，开展双向受力状态下锚固体承载能力试验研究，对于完善锚固体强度强化理论、指导锚杆支护设计，具有重要的意义，但目前缺乏相关简易可行的试验装置和试验方法。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种双向受力下锚固体承载能力试验装置，以揭示双向受力状态下锚固体承载能力特性，完善锚固体强度强化理论，为锚杆支护设计提供依据。
为此，本实用新型的上述目的通过以下技术方案来实现：
一种双向受力下锚固体承载能力试验装置，其特征在于：所述双向受力下锚固体承载能力试验装置包括侧向约束加载系统和侧向加载系统，所述侧向约束加载系统包括3块相互平行布置的刚性板和穿过3块刚性板的刚性连接杆，所述刚性连接杆的两端固定有螺帽；两两之间分别设有锚固体模型以及千斤顶、压力传感器，所述千斤顶的一端顶在刚性板上，所述千斤顶的另一端顶在压力传感器上，所述压力传感器设置在中间的刚性板上；所述千斤顶和压力传感器组成侧向加载系统。
在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：
作为本实用新型的优选技术方案：所述锚固体模型内布置有锚杆支护结构，所述锚杆支护结构由锚杆杆体、设置在锚杆杆体两端的托盘和螺母组成，所述锚固体模型内布置有钻孔，所述锚杆杆体穿过钻孔且锚杆杆体的两端经托盘和螺母固定。
作为本实用新型的优选技术方案：所述锚杆杆体上开槽并设置应变片，所述应变片与数据采集系统相连接。
作为本实用新型的优选技术方案：所述锚固体模型的顶部和底部分别设有上垫板和下垫板，所述上垫板和下垫板分别与竖向加载系统相接触。
本实用新型提供一种双向受力下锚固体承载能力试验装置，具有如下优点：本实用新型所提供的双向受力下锚固体承载能力试验装置构造简单，操作方便，经济性较好。本实用新型所提供的双向受力下锚固体承载能力试验装置可以实现不同侧向约束力下锚固体承载能力定量研究，完善锚固体强度强化理论，为锚杆支护设计提供依据。
附图说明
图1为本实用新型所提供的一种双向受力下锚固体承载能力试验装置的主视图；
图2为本实用新型所提供的锚固体模型的结构图；
图3为数据采集系统的示意图。
具体实施方式
参照附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细地描述。
一种双向受力下锚固体承载能力试验装置，包括侧向约束加载系统，侧向约束加载系统由3块刚性板1组成，相互平行放置，每块刚性板1的四个角部均设有螺栓孔，刚性板1的厚度为50 mm，确保能提供足够的侧向约束力。
刚性板1通过刚性连接杆2和螺帽3进行连接固定，刚性连接杆2依次穿过刚性板1的四个角部的螺栓孔。
千斤顶4和压力传感器5共同组成侧向加载系统，千斤顶4和压力传感器5置于两块刚性板之间，千斤顶4通过压力传感器5与刚性板接触，通过压力传感器5控制初始侧向荷载大小，并实时监控实验过程中侧向荷载变化。
锚固体模型8置于另两块刚性板之间，与侧向加载系统分置于中间的刚性板的两侧，锚固体模型8顶部和底部分别放置上垫板6和下垫板7，通过上、下垫板与竖向加载系统接触，竖向加载系统采用单轴压缩试验机。
锚固体模型8布置有锚杆支护结构，支护结构由锚杆杆体9、托盘10和螺母11组成。锚固体模型8布置有钻孔，锚杆杆体9穿过钻孔，锚杆杆体9的两侧通过托盘10和螺母11进行固定。
锚杆杆体9上开槽并布置应变片12，应变片12与数据采集系统13连接，实时监测实验过程中锚杆受力变化。
本试验装置用来进行双向受力下锚固体承载能力试验的具体过程如下：
（1）锚固体模型制备。锚固体模型采用水泥砂浆进行模拟，具体配比根据相似原理确定，模型浇筑完成并养护28天后，进行支护结构加装。锚杆杆体采用6061-T6铝棒进行模拟，托盘采用正方形铝板模拟，锚杆杆体开槽并粘贴应变片。锚杆孔直径略大于杆体直径，确保杆体能穿过钻孔，通过螺母和托盘将锚杆固定到锚固体模型上；
（2）侧向约束加载系统安装。将3个刚性板对齐平行放置，将制备好的锚固体模型放置于其中两块刚性板之间，千斤顶和压力传感器组成的侧向加载系统置于另两块刚性板之间，刚性连接杆依次穿过刚性板四个角部的螺栓孔，刚性连接杆两侧通过螺帽进行固定，使刚性板、锚固体和千斤顶联成整体，将刚性板、锚固体和千斤顶组成的整体放置到单轴压缩试验机上，将上下垫板分别放置于锚固体顶部和底部；
（3）数据采集系统连接。将锚杆杆体上布置的应变片与数据采集系统连接，试验过程中通过数据采集系统实时采集锚杆受力变化；
（4）侧向荷载施加。通过千斤顶给锚固体施加侧向荷载，荷载大小通过压力传感器测定，并实时监控实验过程中侧向荷载变化。
（5）施加竖向荷载。通过单轴压缩试验机施加竖向荷载，直至锚固体破坏，得到锚固体破坏全过程应力应变曲线。
上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，仅为本实用新型的优选实施例，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种双向受力下锚固体承载能力试验装置，其特征在于：所述双向受力下锚固体承载能力试验装置包括侧向约束加载系统和侧向加载系统，所述侧向约束加载系统包括3块相互平行布置的刚性板和穿过3块刚性板的刚性连接杆，所述刚性连接杆的两端固定有螺帽；两两之间分别设有锚固体模型以及千斤顶、压力传感器，所述千斤顶的一端顶在刚性板上，所述千斤顶的另一端顶在压力传感器上，所述压力传感器设置在中间的刚性板上；所述千斤顶和压力传感器组成侧向加载系统。
2.根据权利要求1所述的双向受力下锚固体承载能力试验装置，其特征在于：所述锚固体模型内布置有锚杆支护结构，所述锚杆支护结构由锚杆杆体、设置在锚杆杆体两端的托盘和螺母组成，所述锚固体模型内布置有钻孔，所述锚杆杆体穿过钻孔且锚杆杆体的两端经托盘和螺母固定。
3.根据权利要求2所述的双向受力下锚固体承载能力试验装置，其特征在于：所述锚杆杆体上开槽并设置应变片，所述应变片与数据采集系统相连接。
4.根据权利要求1所述的双向受力下锚固体承载能力试验装置，其特征在于：所述锚固体模型的顶部和底部分别设有上垫板和下垫板，所述上垫板和下垫板分别与竖向加载系统相接触。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020413287.1U CN212254870U (zh) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | 一种双向受力下锚固体承载能力试验装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202020413287.1U CN212254870U (zh) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | 一种双向受力下锚固体承载能力试验装置 |
Publications (1)
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Family
ID=73986129
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202020413287.1U Active CN212254870U (zh) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | 一种双向受力下锚固体承载能力试验装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN212254870U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113310812A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-08-27 | 山东科技大学 | 一种带侧向应力约束的加锚节理岩体加载装置及实验方法 |
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2020
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| CN113310812A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-08-27 | 山东科技大学 | 一种带侧向应力约束的加锚节理岩体加载装置及实验方法 |
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