CN214794130U - 一种碾压混凝土及岩石原位抗剪试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种碾压混凝土及岩石原位抗剪试验装置，包括斜拉杆、锚杆、反力架、垫块、竖向加荷装置、滚轴排和水平加荷装置；所述的水平加荷装置水平设在试件一侧，所述的滚轴排设在试件上表面上，且与试件上表面平齐，所述的竖向加荷装置设在滚轴排上方，所述的反力架的下端与竖向加荷装置连接，所述的锚杆为多个且分布在试件两侧的地面内，所述的斜拉杆倾斜设置，斜拉杆上端与反力架连接，该连接处设有的垫块，斜拉杆下端与锚杆连接。本装置将斜拉杆与锚杆连接设计成插销式能够多角度、多方向连接，方便拆卸，对锚杆位置偏差的容错率高，在施工现场可以快速拆卸，精准的施加法向和水平荷载，得到试验数据。

Description

一种碾压混凝土及岩石原位抗剪试验装置

技术领域

本实用新型涉及碾压混凝土抗剪领域，特别涉及一种碾压混凝土及岩石原位抗剪试验装置。

背景技术

碾压混凝土(RCC)筑坝技术是世界筑坝史上的一次重大技术创新，具有施工快、投资省、质量安全可靠、适应性强、绿色环保等优点，因此得到了广泛应用，其中原位抗剪试验是检测碾压混凝土的抗剪能力，由于施工工艺的原因，层间结合部位一般为薄弱部位，该项试验能够直接反映层间结合的优劣，也是判断碾压混凝土施工质量是否合格的主要依据。现场原位抗剪试验多用于岩土和碾压混凝土，目前所开展的原位抗剪试验多是根据试验方法自行设计试验装置，由于拉杆和反力装置、地面锚杆一般采用螺母、螺杆连接，要求前期埋设锚杆时定位要非常准确，如果埋设位置有偏差，后期试验将无法进行，这对施工现场难度较大。同时由于试验一般组数较多，每做完一个试验，试验装置都要进行拆卸，再安装，目前的装置大多拆卸费时费力，水平方向施加荷载不能准确保证荷载的方向，对试验结果有一定的误差。

实用新型内容

为了解决目前原位抗剪试验装置，安装拆卸不便，水平方向荷载容易产生偏移的问题，本实用新型提供一种碾压混凝土及岩石原位抗剪试验装置，本装置能够快速安装，准确的施加荷载，进行原位抗剪试验；拉杆与地面锚杆连接对位置精度要求高，容错率低。

本实用新型采用的技术方案为：

一种碾压混凝土及岩石原位抗剪试验装置，包括斜拉杆、锚杆、反力架、垫块、竖向加荷装置、滚轴排和水平加荷装置；所述的水平加荷装置水平设在试件一侧，所述的滚轴排设在试件上表面上，且与试件上表面平齐，所述的竖向加荷装置设在滚轴排上方，所述的反力架的下端与竖向加荷装置连接，所述的锚杆为多个且分布在试件两侧的地面内，所述的斜拉杆倾斜设置，斜拉杆上端与反力架连接，该连接处设有的垫块，斜拉杆下端与锚杆连接。

所述的反力架为倒梯形状的箱体，包括上顶板、下底板、左侧板、右侧板、前侧板、后侧板和加劲板；所述的上顶板与下底板平行设置，且上顶板长与下底板，右侧板与水平面的夹角为45-60°；所述的上顶板和下底板的前后两侧分别通过前侧板和后侧板连接，前侧板和后侧板的左右两侧分别通过左侧板和右侧板连接；所述的加劲板为多个，且均与前侧板平行设置。

所述的斜拉杆为两端带螺纹的拉杆，斜拉杆下端的螺纹段的下部两侧分别设有带开孔的矩形焊片，开孔内安装销钉，斜拉杆通过销钉与锚杆上端连接。

所述的反力架的上顶板与左侧板和右侧板的连接处开有多个圆弧凹槽，所述的斜拉杆的上端位于圆弧凹槽内，斜拉杆上端的螺纹段位于上顶板上方，斜拉杆上端的螺纹段上套有螺母。

所述的垫块为半圆形开孔垫块。

所述的水平加荷装置下端通过支座固定，所述的水平加荷装置与试件之间通过自调整球座连接。

所述的支座包括底座和多个可调支座单元，多个可调支座单元相互平行，均焊接底座上；每个可调支座单元均由圆弧段和高度调节段组成，所述的圆弧段与水平加荷装置下端贴合连接，所述的高度调节段为伸缩杆，且垂直设置。

所述的自调整球座包括凸起部和凹槽部，所述的凸起部包括左圆柱板和设在左圆柱板上的球面凸起，凹槽部包括右圆柱板和带球面凹槽的圆台，球面凸起与球面凹槽相匹配，且球面凸起的外表面与球面凹槽的内表面上均涂有润滑油。

所述的竖向加荷装置和水平加荷装置均采用液压千斤顶。

所述的滚轴排为方形600*600mm方形铁框内，放100颗直径3mm的钢珠。

本实用新型的有益效果是：

本装置安装拆卸方便，大大缩短了实验时间，对实验前期地面锚杆定位准确性要求低，适应性更好。同时能够增加水平方向荷载施加的准确性，提高试验结果的准确性。

以下将结合附图进行进一步的说明。

附图说明

图1为原位抗剪装置正面结构图。

图2为原位抗剪装置侧面水平加载装置结构图。

图3为反力架展开结构示意图。

图中，附图标记为：1、斜拉杆；2、锚杆；3、销钉；4、反力架；5、螺母；6、垫块；7、竖向加荷装置；8、滚轴排；9、自调整球座；10、水平加荷装置；11、支座。

具体实施方式

实施例1：

为了解决目前原位抗剪试验装置，安装拆卸不便，水平方向荷载容易产生偏移的问题，本实用新型提供如图1-3所示的一种碾压混凝土及岩石原位抗剪试验装置，本装置能够快速安装，准确的施加荷载，进行原位抗剪试验；

拉杆与地面锚杆连接对位置精度要求高，容错率低。

一种碾压混凝土及岩石原位抗剪试验装置，包括斜拉杆1、锚杆2、反力架4、垫块6、竖向加荷装置7、滚轴排8和水平加荷装置10；所述的水平加荷装置10水平设在试件一侧，所述的滚轴排8设在试件上表面上，且与试件上表面平齐，所述的竖向加荷装置7设在滚轴排8上方，所述的反力架4的下端与竖向加荷装置7连接，所述的锚杆2为多个且分布在试件两侧的地面内，所述的斜拉杆1倾斜设置，斜拉杆1上端与反力架4连接，该连接处设有的垫块6，斜拉杆1下端与锚杆2连接。

本实用新型将斜拉杆1与锚杆2连接设计成插销式能够多角度、多方向连接，方便拆卸，对锚杆2位置偏差的容错率较高，水平加荷装置10通过球座传力，可以保证加载力始终保持水平。本装置在应用时，在水平加荷装置10、竖向加荷装置7上设置采集位移和载荷的传感器，通过采集系统采集水平位移、法向荷载和水平荷载，利用摩尔库伦强度定律得到碾压混凝土或岩石的抗剪强度和粘聚力及水平位移，在施工现场可以快速拆卸，精准的施加法向和水平荷载，得到试验数据。本装置可现场测试岩体及碾压混凝土抗剪强度及粘聚力。

本装置安装拆卸方便，大大缩短了实验时间，对实验前期地面锚杆定位准确性要求低，适应性更好。同时能够增加水平方向荷载施加的准确性，提高试验结果的准确性。

实施例2：

基于实施例1的基础上，本实施例中，优选的，所述的反力架4为倒梯形状的箱体，包括上顶板401、下底板402、左侧板403、右侧板404、前侧板405、后侧板406和加劲板407；所述的上顶板401与下底板402平行设置，且上顶板401长与下底板402，右侧板404与水平面的夹角为45-60°；所述的上顶板401和下底板402的前后两侧分别通过前侧板405和后侧板406连接，前侧板405和后侧板406的左右两侧分别通过左侧板403和右侧板404连接；所述的加劲板407为多个，且均与前侧板405平行设置。

优选的，所述的斜拉杆1为两端带螺纹的拉杆，斜拉杆1下端的螺纹段的下部两侧分别设有带开孔的矩形焊片，开孔内安装销钉3，斜拉杆1通过销钉3与锚杆2上端连接。

优选的，所述的反力架4的上顶板401与左侧板403和右侧板404的连接处开有多个圆弧凹槽，所述的斜拉杆1的上端位于圆弧凹槽内，斜拉杆1上端的螺纹段位于上顶板401上方，斜拉杆1上端的螺纹段上套有螺母5。

优选的，所述的垫块6为半圆形开孔垫块。

本实用新型中，反力架4是采用钢板拼装焊接而成，反力架的截面形式类似于梯形箱梁，各块钢板厚度均为30mm，通过斜拉杆1与地面锚杆2连接，斜拉杆1为10.9级Ф40螺栓，长为1250mm，抗拉强度1000MPa级，满足承载力和刚度要求。将斜拉杆1放入反力架4两侧的凹槽内通过套上中间开41mm孔的半圆柱形垫块6，上紧螺母5，连接斜拉杆1与反力架4，斜拉杆1与锚杆2连接通过销钉3连接，可以根据现场实际情况调整角度，适应性更强。

优选的，所述的水平加荷装置10下端通过支座11固定，所述的水平加荷装置10与试件之间通过自调整球座9连接。

优选的，所述的支座11包括底座和多个可调支座单元，多个可调支座单元相互平行，均焊接底座上；每个可调支座单元均由圆弧段和高度调节段组成，所述的圆弧段与水平加荷装置10下端贴合连接，所述的高度调节段为伸缩杆，且垂直设置。

优选的，所述的自调整球座9包括凸起部和凹槽部，所述的凸起部包括左圆柱板和设在左圆柱板上的球面凸起，凹槽部包括右圆柱板和带球面凹槽的圆台，球面凸起与球面凹槽相匹配，且球面凸起的外表面与球面凹槽的内表面上均涂有润滑油。

优选的，所述的竖向加荷装置7和水平加荷装置10均采用液压千斤顶。

本实用新型中水平加荷装置10为液压千斤顶由可调节高度的弧形状支座11支撑，自调整球座9作为水平传力装置，用自调整球座9连接水平加荷装置10和试件，通过自调整球座9的球面凸起和球面凹槽自动调平，使施加荷载的方向垂直于加载面。

本实用新型中的左圆柱板和右圆柱板的环面上设有拉手，在水平加荷装置10作用于试件时，提着拉手，将右圆柱板靠在试件的一个表面上，同时将水平加荷装置10作用于左圆柱板上，然后左圆柱板向右圆柱板靠近，左圆柱板上的球面凸起推进右圆柱板上的球面凹槽，松开拉手，球面凸起和球面凹槽在润滑剂的作用下，快速对正。

优选的，所述的滚轴排8为方形600*600mm方形铁框内，放100颗直径3mm的钢珠。

实施例3：

基于事实1或2的基础上，本实施例中，如图1所示，实施前先在需要进行抗剪试验的试件两侧地面植入锚杆2，每侧3根，共6根。将滚轴排8放在试件正上方，滚轴排8上方放竖向加荷装置7，竖向加荷装置7与电脑终端连接采集加载数据，竖向加荷装置7正上方放置反力架4，竖向加荷装置7通过反力架4对抗剪试件加载正应力。用竖向斜拉杆1放入反力架侧面凹槽内，再垫上半圆形开孔垫块6，上紧螺母5，斜拉杆1下部与锚杆2通过销钉3连接，6根斜拉杆1均按此方式连接。

如图3所示，上顶板401为700*600mm的钢板，下底板402尺寸为500*600mm，左右侧板的高度为236*600mm，前后侧板为倒的等腰梯形状，其的高度为200mm，等腰梯形的两个底分别为700mm和500mm。

如图2所示，在抗剪试件周围开挖槽内放置可调节高度的弧形状支座11，支座11上部放水平加荷装置10，水平加荷装置10与抗剪试件中间放自调整球座9，保证加载方向水平，对抗剪试件加载水平推力。

本实用新型将斜拉杆1与锚杆2连接设计成插销式能够多角度、多方向连接，方便拆卸，对锚杆2位置偏差的容错率较高，斜拉杆1与反力架4连接处开槽，用螺母5连接斜拉杆1与反力架4，水平加荷装置10通过球座传力，可以保证加载力始终保持水平。在水平加荷装置10、竖向加荷装置7上设置采集位移和载荷的传感器，通过采集系统采集水平位移、法向荷载和水平荷载，利用摩尔库伦强度定律得到碾压混凝土或岩石的抗剪强度和粘聚力及水平位移，在施工现场可以快速拆卸，精准的施加法向和水平荷载，得到试验数据。

本装置安装拆卸方便，大大缩短了实验时间，对实验前期地面锚杆定位准确性要求低，适应性更好。同时能够增加水平方向荷载施加的准确性，提高试验结果的准确性。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。本实用新型中未详细描述的装置结构及其方法步骤均为现有技术，本实用新型中将不再进行进一步的说明。

Claims (10)

1.一种碾压混凝土及岩石原位抗剪试验装置，其特征在于：包括斜拉杆（1）、锚杆（2）、反力架（4）、垫块（6）、竖向加荷装置（7）、滚轴排（8）和水平加荷装置（10）；所述的水平加荷装置（10）水平设在试件一侧，所述的滚轴排（8）设在试件上表面上，且与试件上表面平齐，所述的竖向加荷装置（7）设在滚轴排（8）上方，所述的反力架（4）的下端与竖向加荷装置（7）连接，所述的锚杆（2）为多个且分布在试件两侧的地面内，所述的斜拉杆（1）倾斜设置，斜拉杆（1）上端与反力架（4）连接，该连接处设有的垫块（6），斜拉杆（1）下端与锚杆（2）连接。

2.根据权利要求1所述的一种碾压混凝土及岩石原位抗剪试验装置，其特征在于：所述的反力架（4）为倒梯形状的箱体，包括上顶板（401）、下底板（402）、左侧板（403）、右侧板（404）、前侧板（405）、后侧板（406）和加劲板（407）；所述的上顶板（401）与下底板（402）平行设置，且上顶板（401）长与下底板（402），右侧板（404）与水平面的夹角为45-60°；所述的上顶板（401）和下底板（402）的前后两侧分别通过前侧板（405）和后侧板（406）连接，前侧板（405）和后侧板（406）的左右两侧分别通过左侧板（403）和右侧板（404）连接；所述的加劲板（407）为多个，且均与前侧板（405）平行设置。

3.根据权利要求1所述的一种碾压混凝土及岩石原位抗剪试验装置，其特征在于：所述的斜拉杆（1）为两端带螺纹的拉杆，斜拉杆（1）下端的螺纹段的下部两侧分别设有带开孔的矩形焊片，开孔内安装销钉（3），斜拉杆（1）通过销钉（3）与锚杆（2）上端连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种碾压混凝土及岩石原位抗剪试验装置，其特征在于：所述的反力架（4）的上顶板（401）与左侧板（403）和右侧板（404）的连接处开有多个圆弧凹槽，所述的斜拉杆（1）的上端位于圆弧凹槽内，斜拉杆（1）上端的螺纹段位于上顶板（401）上方，斜拉杆（1）上端的螺纹段上套有螺母（5）。

5.根据权利要求1所述的一种碾压混凝土及岩石原位抗剪试验装置，其特征在于：所述的垫块（6）为半圆形开孔垫块。

6.根据权利要求1所述的一种碾压混凝土及岩石原位抗剪试验装置，其特征在于：所述的水平加荷装置（10）下端通过支座（11）固定，所述的水平加荷装置（10）与试件之间通过自调整球座（9）连接。

7.根据权利要求6所述的一种碾压混凝土及岩石原位抗剪试验装置，其特征在于：所述的支座（11）包括底座和多个可调支座单元，多个可调支座单元相互平行，均焊接底座上；每个可调支座单元均由圆弧段和高度调节段组成，所述的圆弧段与水平加荷装置（10）下端贴合连接，所述的高度调节段为伸缩杆，且垂直设置。

8.根据权利要求6所述的一种碾压混凝土及岩石原位抗剪试验装置，其特征在于：所述的自调整球座（9）包括凸起部和凹槽部，所述的凸起部包括左圆柱板和设在左圆柱板上的球面凸起，凹槽部包括右圆柱板和带球面凹槽的圆台，球面凸起与球面凹槽相匹配，且球面凸起的外表面与球面凹槽的内表面上均涂有润滑油。

9.根据权利要求1所述的一种碾压混凝土及岩石原位抗剪试验装置，其特征在于：所述的竖向加荷装置（7）和水平加荷装置（10）均采用液压千斤顶。

10.根据权利要求1所述的一种碾压混凝土及岩石原位抗剪试验装置，其特征在于：所述的滚轴排（8）为方形600*600mm方形铁框内，放100颗直径3mm的钢珠。

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