CN214121861U - 一种锚杆拉拔受力性能试验模型箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种锚杆拉拔受力性能试验模型箱，属于锚杆拉拔试验技术领域。该锚杆拉拔受力性能试验模型箱，包括试验箱体、转动装置、进动装置和锚杆，试验箱体长度方向一端开设有侧开口，侧开口处卡设有活动挡板；进动装置包括螺杆、套筒和压杆，套筒的一端与螺杆的一端螺纹连接，锚杆的一端设置在试验箱体内，锚杆的另一端贯穿活动挡板与套筒的另一端相互抵靠；转动装置与螺杆的一端连接用于驱动螺杆转动；活动挡板包括至少一块活动卡板和一块带孔活动板，带孔活动板的中央开设有通孔。本实用新型通过调整带孔活动板的上下位置即可实现不同深度锚杆的拉拔，从而实现对不同深度的锚杆进行拉拔试验。

Description

一种锚杆拉拔受力性能试验模型箱

技术领域

本实用新型涉及一种锚杆拉拔受力性能试验模型箱，属于锚杆拉拔试验技术领域。

背景技术

锚杆支护技术具有加固岩体、减轻结构物自重以及节约工程材料等优点，近年来已逐渐发展为地质灾害预防与治理的主要技术手段，在边坡、基坑以及隧道等岩土工程领域得到了广泛应用。实际工程中，由于锚杆锚固系统损伤具有复杂性和隐蔽性，对锚杆锚固强度测试技术有待更为深入的研究。

但现场检测经常受到环境条件的限制及不确定因素的影响，难以开展检测试验，对准确掌握锚杆锚固强度造成一定难度。目前主要采用相似材料模拟试验，它的实质是在试验平台上用与模型力学性质相似的材料按照相似的一定比例缩小制成试验模型箱。

现有的试验模型箱仍然存在下列一些问题：

1、现有模型箱采用砝码加滑轮的方式加载，最终施加到锚杆上的作用力有所损失，数据在一定程度上失真；

2、现有模型箱无法实现锚杆深度的调整，从而无法对不同深度的锚杆进行拉拔试验。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种锚杆深度可调的锚杆拉拔受力性能试验模型箱。

本实用新型为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种锚杆拉拔受力性能试验模型箱，包括长方形的试验箱体、转动装置、进动装置和锚杆，试验箱体的上端开设有上开口，试验箱体长度方向一端开设有侧开口，侧开口处卡设有活动挡板；进动装置包括螺杆、套筒和压杆，螺杆的一端通过轴承安装在转动装置上，转动装置用于驱动螺杆转动，螺杆外表面制有外螺纹，套筒的内表面制有与外螺纹相匹配的内螺纹，套筒的一端与螺杆的另一端通过所述内螺纹和外螺纹的配合螺纹连接，套筒的外侧壁对称固接有横杆，压杆远离螺杆的一端与试验箱体固接，压杆的另一端靠近横杆上方设置，锚杆的一端设置在试验箱体内，锚杆的另一端贯穿活动挡板与套筒的另一端相互抵靠；

活动挡板包括至少一块活动卡板和一块带孔活动板，带孔活动板的中央开设有适于锚杆穿过的通孔，活动卡板和带孔活动板分别卡设在试验箱体的侧开口处。

上述技术方案的改进是：活动卡板和带孔活动板的上端分别制有上凸块，活动卡板和带孔活动板的下端分别制有适于与上凸块相互啮合的下凸块。

上述技术方案的改进是：锚杆靠近套筒的一端头部螺纹连接有限位螺母，套筒靠近锚杆的一端制有适于卡住限位螺母的限位圆环，限位螺母与限位圆环相互抵接。

上述技术方案的改进是：转动装置包括驱动部件和齿轮传动箱，螺杆的一端通过轴承安装在齿轮传动箱上，驱动部件通过齿轮传动箱驱动螺杆旋转。

上述技术方案的改进是：活动卡板为四块。

上述技术方案的改进是：齿轮传动箱包括壳体和变速齿轮组，变速齿轮组的输入端与驱动部件连接，变速齿轮组的输出端与螺杆连接用于驱动螺杆旋转。

上述技术方案的改进是：驱动部件为手摇轮。

上述技术方案的改进是：驱动部件为变速电机。

本实用新型采用上述技术方案的有益效果是：

（1）本实用新型的锚杆拉拔受力性能试验模型箱通过调整带孔活动板的上下位置即可实现不同深度锚杆的拉拔，从而实现对不同深度的锚杆进行拉拔试验；

（2）本实用新型的锚杆拉拔受力性能试验模型箱通过螺杆与套筒的配合，即螺杆转动时套筒也随之运动，当横杆随套筒一起转动且与压杆相接触时，压杆即向横杆与套筒施加反向扭矩，此时，随螺杆的转动套筒即实现向前运动，此时套筒带动锚杆前进实现拉拔效果，实现加载，相较于目前的试验箱中采用的砝码加滑轮的方式的加载方式，最终施加到锚杆上的作用力损失少，从而减小了试验数据的失真；

（3）本实用新型的锚杆拉拔受力性能试验模型箱通过变速齿轮组可实现驱动部件转动数十圈（视变速齿轮组的放大倍数而定）而螺杆转动一圈，螺杆转动一圈即可带动套筒前进一个螺距，螺距除以放大倍数即为手轮转动一圈可以带动锚杆前进的位移，通过记录驱动部件转动圈数即可得到锚杆的位移，使得锚杆的位移数据精确可控，从而大大提高了试验的精度和可控性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型实施例1锚杆拉拔受力性能试验模型箱的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1锚杆拉拔受力性能试验模型箱的进动装置处剖视结构示意图；

图3是本实用新型实施例1锚杆拉拔受力性能试验模型箱的进动装置处结构示意图；

图4是本实用新型实施例1锚杆拉拔受力性能试验模型箱的活动挡板结构示意图；

图5是本实用新型实施例1锚杆拉拔受力性能试验模型箱的活动挡板的活动卡板结构示意图；

图6是本实用新型实施例1锚杆拉拔受力性能试验模型箱的锚杆与套筒装配前结构示意图；

图7是本实用新型实施例1锚杆拉拔受力性能试验模型箱的锚杆与套筒装配后结构示意图；

图8是本实用新型实施例1锚杆拉拔受力性能试验模型箱的转动装置结构示意图；

图9是本实用新型实施例2锚杆拉拔受力性能试验模型箱的结构示意图；

其中：1-手摇轮，2-螺杆，3-套筒，4-压杆，5-横杆，6-活动挡板，7-上开口，8-试验箱体，9-锚杆，10-活动卡板，11-带孔活动板，12-上凸块，13-下凸块，14-限位圆环，15-限位螺母，16-壳体，17-变速齿轮组，18-变速电机。

具体实施方式

实施例1

本实施例的锚杆拉拔受力性能试验模型箱，如图1-8所示，包括长方形的试验箱体8、转动装置、进动装置和锚杆9，试验箱体8的上端开设有上开口7，试验箱体8长度方向一端开设有侧开口，侧开口处卡设有活动挡板6；进动装置包括螺杆2、套筒3和压杆4，螺杆2的一端通过轴承安装在转动装置上，转动装置用于驱动螺杆2转动，螺杆2外表面制有外螺纹，套筒3的内表面制有与外螺纹相匹配的内螺纹，套筒3的一端与螺杆2的另一端通过内螺纹和外螺纹的配合螺纹连接，套筒3的外侧壁对称固接有横杆5，压杆4远离螺杆2的一端与试验箱体8固接，压杆的另一端靠近横杆5上方设置，锚杆9的一端设置在试验箱体8内，锚杆9的另一端贯穿活动挡板6与套筒3的另一端相互抵靠；

活动挡板6包括四块活动卡板10和一块带孔活动板11，带孔活动板11的中央开设有适于锚杆9穿过的通孔，活动卡板10和带孔活动板11分别卡设在试验箱体8的侧开口处。带孔活动板11设置在四块活动卡板10的中间位置。安装时箱体8的侧开口处两侧可以对称开设自上至下的凹槽，活动卡板10和带孔活动板11的两端能够分别卡入凹槽中。

本实施例的锚杆拉拔受力性能试验模型箱的活动卡板10和带孔活动板11的上端分别制有上凸块12，活动卡板10和带孔活动板11的下端分别制有适于与上凸块12相互啮合的下凸块13。

本实施例的锚杆拉拔受力性能试验模型箱的锚杆9靠近套筒3的一端头部螺纹连接有限位螺母15，套筒3靠近锚杆9的一端制有适于卡住限位螺母15的限位圆环14，限位螺母15与限位圆环14相互抵接。

本实施例的锚杆拉拔受力性能试验模型箱的转动装置包括驱动部件和齿轮传动箱，螺杆2的一端通过轴承安装在齿轮传动箱上，驱动部件通过齿轮传动箱驱动螺杆2旋转。齿轮传动箱包括壳体16和变速齿轮组17，变速齿轮组17的输入端与驱动部件连接，变速齿轮组17的输出端与螺杆2连接用于驱动螺杆2旋转。驱动部件为手摇轮1。

本实施例的锚杆拉拔受力性能试验模型箱在使用时，先从上开口7向试验箱体8内部填筑土体并分层夯实，直至带孔活动板11的通孔高度处，放入锚杆9并继续填筑夯实直至填满，顶部放置重物作为附加荷载，锚杆9与套筒3进行装配，套筒3后部预留刚好可供锚杆9安装的孔洞，锚杆9头部从套筒3后部穿过，然后安装上限位螺母15后置于套筒3后部，当套筒3移动直至后部的限位圆环14与限位螺母15相接触时，即带动锚杆9向前运动，产生拉拔效果；试验过程中带动手摇轮1转动即可带动螺杆2转动，螺杆2转动时套筒3也随之运动，当横杆5随套筒3一起转动且与压杆4相接触时，压杆4即向横杆5与套筒3施加反向扭矩，此时，随螺杆2的转动套筒3即实现向前运动，此时套筒3带动锚杆9前进实现拉拔效果，通过记录手摇轮1转动圈数可计算得到锚杆9的位移，通过在进动装置与锚杆9之间设置拉力计或者应变片可测得进动装置与锚杆9之间的作用力的大小，从而完成试验。

本实施例的锚杆拉拔受力性能试验模型箱可以通过移动带孔活动板11的上下位置可实现对不同深度的锚杆进行拉拔试验。本实施例中的变速齿轮组17为现有的变速箱中的变速齿轮组，并且通过改变其中齿轮组齿数比得到试验需要的变速齿轮组放大倍数。

实施例2

本实施例的锚杆拉拔受力性能试验模型箱，如图9所示，机构与实施例1基本相同，不同之处在于：驱动部件为变速电机18。

本实施例的锚杆拉拔受力性能试验模型箱在使用时，通过开启变速电机18，变速电机18通过齿轮传动箱即可带动螺杆2转动，螺杆2转动时套筒3也随之运动，当横杆5随套筒3一起转动且与压杆4相接触时，压杆4即向横杆5与套筒3施加反向扭矩，此时，随螺杆2的转动套筒3即实现向前运动，此时套筒3带动锚杆9前进实现拉拔效果，通过记变速电机18转动圈数可计算得到锚杆9的位移，通过在进动装置与锚杆9之间设置拉力计或者应变片可测得进动装置与锚杆9之间的作用力的大小，从而完成试验。

本实用新型不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种锚杆拉拔受力性能试验模型箱，其特征在于：包括长方形的试验箱体（8）、转动装置、进动装置和锚杆（9），所述试验箱体（8）的上端开设有上开口，所述试验箱体（8）长度方向一端开设有侧开口，所述侧开口处卡设有活动挡板（6）；所述进动装置包括螺杆（2）、套筒（3）和压杆（4），所述螺杆（2）的一端通过轴承安装在所述转动装置上，所述转动装置用于驱动所述螺杆（2）转动，所述螺杆（2）外表面制有外螺纹，所述套筒（3）的内表面制有与所述外螺纹相匹配的内螺纹，所述套筒（3）的一端与所述螺杆（2）的另一端通过所述内螺纹和外螺纹的配合螺纹连接，所述套筒（3）的外侧壁对称固接有横杆（5），所述压杆（4）远离所述螺杆（2）的一端与所述试验箱体（8）固接，所述压杆的另一端靠近所述横杆（5）上方设置，所述锚杆（9）的一端设置在所述试验箱体（8）内，所述锚杆（9）的另一端贯穿所述活动挡板（6）与所述套筒（3）的另一端相互抵靠；

所述活动挡板（6）包括至少一块活动卡板（10）和一块带孔活动板（11），带孔活动板（11）的中央开设有适于所述锚杆（9）穿过的通孔，所述活动卡板（10）和带孔活动板（11）分别卡设在所述试验箱体（8）的侧开口处。

2.根据权利要求1所述的锚杆拉拔受力性能试验模型箱，其特征在于：所述活动卡板（10）和带孔活动板（11）的上端分别制有上凸块（12），所述活动卡板（10）和带孔活动板（11）的下端分别制有适于与所述上凸块（12）相互啮合的下凸块（13）。

3.根据权利要求2所述的锚杆拉拔受力性能试验模型箱，其特征在于：所述锚杆（9）靠近所述套筒（3）的一端头部螺纹连接有限位螺母（15），所述套筒（3）靠近所述锚杆（9）的一端制有适于卡住所述限位螺母（15）的限位圆环（14），所述限位螺母（15）与所述限位圆环（14）相互抵接。

4.根据权利要求3所述的锚杆拉拔受力性能试验模型箱，其特征在于：所述转动装置包括驱动部件和齿轮传动箱，所述螺杆（2）的一端通过轴承安装在所述齿轮传动箱上，所述驱动部件通过所述齿轮传动箱驱动所述螺杆（2）旋转。

5.根据权利要求4所述的锚杆拉拔受力性能试验模型箱，其特征在于：所述活动卡板（10）为四块。

6.根据权利要求5所述的锚杆拉拔受力性能试验模型箱，其特征在于：所述齿轮传动箱包括壳体（16）和变速齿轮组（17），所述变速齿轮组（17）的输入端与所述驱动部件连接，所述变速齿轮组（17）的输出端与所述螺杆（2）连接用于驱动所述螺杆（2）旋转。

7.根据权利要求6所述的锚杆拉拔受力性能试验模型箱，其特征在于：所述驱动部件为手摇轮（1）。

8.根据权利要求6所述的锚杆拉拔受力性能试验模型箱，其特征在于：所述驱动部件为变速电机（18）。

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