CN218629345U - 一种冲击荷载作用后bfrp锚杆抗拉拔性能检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种冲击荷载作用后BFRP锚杆抗拉拔性能检测装置，包括长度可伸缩式模型箱，模型箱头端的侧壁上设有水平的通孔，通孔用于向模型箱内穿入锚杆；模型箱头端侧壁的外表面上固定有与通孔同轴心的穿心千斤顶，穿心千斤顶上连接有驱动其动作的液压泵；穿心千斤顶的前端可拆卸连接有测力计，测力计的前端可拆卸连接有用于夹持锚杆头端的锚具和夹具；锚具上连接有用于测量锚具移动距离的位移计；锚杆的表面沿长度方向粘贴固定有应变传感器，应变传感器通过应变数据采集仪连接上位机；位移计通过位移数据采集仪信号连接上位机，测力计也连接至上位机。
Description
技术领域
本实用新型属于锚杆检测技术领域，具体涉及一种冲击荷载作用后BFRP锚杆抗拉拔性能检测装置。
背景技术
锚杆是岩土工程支护结构的基本组成部分。目前，锚杆不仅用于矿山，也用于工程技术中，对边坡、隧道、坝体等进行主体加固。
锚杆作为深入地层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中。整根锚杆分为自由段和锚固段，自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚固体的区域，其功能是对锚杆施加预应力；锚固段是指水泥浆体将预应力筋与土层粘结的区域，其功能是将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大，增加锚固体的承压作用，将自由段的拉力传至土体深处。
随着岩土锚固技术的不断发展和进步，由于BFRP筋材具有轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳、环保等优良特性使其在支护工程中崭露头角，并作为锚杆材料在岩土加固领域获得广泛应用。在岩土锚固工程中，锚杆的抗拉拔性能及其在高烈度环境下的变形协调能力是锚杆的重要性能指标。
地震作为诱发地质灾害的重要影响因素，常造成岩土锚固工程中锚杆失效破坏，引起大量的地质灾害。因此，为保证BFRP锚杆锚固工程质量，清晰认识并研究BFRP锚杆在高烈度环境作用后的抗拉拔性能具有重要意义。
实用新型内容
本实用新型提供了一种冲击荷载作用后BFRP锚杆抗拉拔性能检测装置，目的在于测试并研究高烈度环境作用后BFRP锚杆的抗拉拔性能。
为此，本实用新型采用如下技术方案：
一种冲击荷载作用后BFRP锚杆抗拉拔性能检测装置，包括长度可伸缩式模型箱，模型箱头端的侧壁上设有水平的通孔，通孔用于向模型箱内穿入锚杆；模型箱头端侧壁的外表面上固定有与通孔同轴心的穿心千斤顶，穿心千斤顶上连接有驱动其动作的液压泵；穿心千斤顶的前端可拆卸连接有测力计，测力计的前端可拆卸连接有用于夹持锚杆头端的锚具和夹具；锚具上连接有用于测量锚具移动距离的位移计；
锚杆的表面沿长度方向粘贴固定有应变传感器，应变传感器通过应变数据采集仪连接上位机；位移计通过位移数据采集仪信号连接上位机，测力计也连接至上位机。
进一步地，所述模型箱外侧设有冲击载荷加载装置，冲击载荷加载装置包括水平撞击锤，水平撞击锤头端正对锚杆头端，试验时水平撞击锤周期性运动撞击锚杆头端对锚杆施加冲击载荷。
进一步地，所述长度可伸缩式模型箱包括外模型箱和内模型箱，内模型箱插槽式连接于外模型箱上。
进一步地，所述外模型箱的尾端开口，左右两侧壁为槽口状；所述内模型箱的头端开口，内模型箱的左右两侧壁插接于外模型箱的槽口内。
进一步地，所述内模型箱尾端上连接有用于拉动内模型箱移动的把手。
本实用新型的有益效果在于：
1.内模型箱可根据锚杆长度进行伸缩从而调整模型箱的长度，便于测试不同长度的锚杆，为研究不同尺寸锚杆锚固系统承载性能测试提供便利；不进行试验时，可回缩内模型箱，减少该装置的占地面积；
2.模型箱的头端设有冲击载荷加载装置，可模拟地震对锚杆头端施加冲击载荷，便于研究冲击载荷后BFRP锚杆的抗拉拔性能和动力环境下锚杆锚固系统动力响应特征；
3.该装置结构简单、加工方便，除BFRP锚杆以外，还可以用于测试钢筋及其它类型的FRP锚杆锚固性能；
4.采用分布式应变传感器可获取锚固系统内锚杆表面和粘结材料表面应变数据，进而反映锚杆锚固系统界面变形特性。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图中：1-外模型箱，2-内模型箱，3-锚杆，4-应变传感器，5-穿心千斤顶，6-液压泵，7-测力计，8-锚具，9-夹具，10-应变数据采集仪，11-上位机，12-位移计，13-位移数据采集仪，14-冲击载荷加载装置。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图1所示，一种冲击荷载作用后BFRP锚杆抗拉拔性能检测装置，包括长度可伸缩式模型箱。模型箱包括矩形立方体状的外模型箱1和内模型箱2，外模型箱1的尾端开口，左右两侧壁为槽口状；内模型箱2的头端开口，内模型箱2的左右两侧壁插接于外模型箱1的槽口内。沿外模型箱1拉动内模型箱2可调整整个模型箱的长度。
外模型箱1头端的侧壁上设有水平的通孔，通孔用于向模型箱内穿入锚杆3。模型箱头端侧壁的外表面上固定有与通孔同轴心的穿心千斤顶5，穿心千斤顶5上连接有驱动其动作的液压泵6。穿心千斤顶5的前端可拆卸连接有测力计7，测力计7的前端可拆卸连接有用于夹持锚杆3头端的锚具8和夹具9；锚具8上连接有用于测量锚具8移动距离的位移计12。
模型箱外侧设有冲击载荷加载装置14，冲击载荷加载装置14包括水平撞击锤，水平撞击锤头端正对锚杆3头端，试验时水平撞击锤周期性运动撞击锚杆3头端对锚杆3施加冲击载荷。冲击载荷加载装置14的传动结构可选择多种方式，本实用新型优选曲柄滑块结构，曲柄滑块结构上连接电机，电机转动时通过曲柄滑块结构带动水平撞击锤周期性运动。为了便于调节撞击行程，水平撞击锤的头端可连接向前伸出的螺杆，调整螺杆的长度从而调整水平撞击锤撞击锚杆3的行程。
锚杆3的表面沿长度方向粘贴固定有应变传感器4，应变传感器4通过应变数据采集仪10连接上位机11；位移计12通过位移数据采集仪13信号连接上位机11，测力计7也信号连接至上位机11。
本实用新型的使用方法如下：
（1）在测试高烈度环境下锚固系统变形破坏特征，先预制好布设分布式应变传感器4的锚杆3，调整模型箱的长度，保证锚杆3可放至模型箱内。然后在模型箱内分层填土夯实至安放锚杆3高度后，安装预制好的锚杆3，再分层填土夯实置箱口。随后依次安装测力计7、锚具8、夹具9，并将测力计7与电脑相连、分布式应变传感器4与应变数据采集仪10相连、应变数据采集仪10与电脑相连接；最后通过伺服电机控制冲击载荷加载装置14以模拟地震横波撞击锚杆3端头。
（2）待冲击荷载作用结束稳定后，通过液压泵6均匀加压，通过穿心千斤顶5对锚杆3施加拉拔力。当锚杆3杆体破坏、或锚杆3从粘结材料内拔出时终止试验。通过应变片和应变计传感器数据可输出锚固系统界面应变在加载过程中随时间的变化曲线，最后通过位移采集仪获取的位移和测力计7实测荷载输经处理可直径输出拉拔作用下锚杆3的P-S（荷载-位移）曲线，P-S曲线的峰值点即为锚杆3极限拉拔荷载。此外，通过应变数据可直径直接反映锚杆3锚固系统界面变形情况及应力分布特征，进而反应冲击荷载作用后BFRP锚杆3的抗拉拔性能。
Claims (5)
1.一种冲击荷载作用后BFRP锚杆抗拉拔性能检测装置，其特征在于，包括长度可伸缩式模型箱，模型箱头端的侧壁上设有水平的通孔，通孔用于向模型箱内穿入锚杆（3）；模型箱头端侧壁的外表面上固定有与通孔同轴心的穿心千斤顶（5），穿心千斤顶（5）上连接有驱动其动作的液压泵（6）；穿心千斤顶（5）的前端可拆卸连接有测力计（7），测力计（7）的前端可拆卸连接有用于夹持锚杆（3）头端的锚具（8）和夹具（9）；锚具（8）上连接有用于测量锚具（8）移动距离的位移计（12）；
锚杆（3）的表面沿长度方向粘贴固定有应变传感器（4），应变传感器（4）通过应变数据采集仪（10）连接上位机（11）；位移计（12）通过位移数据采集仪（13）信号连接上位机（11），测力计（7）也信号连接至上位机（11）。
2.根据权利要求1所述的冲击荷载作用后BFRP锚杆抗拉拔性能检测装置，其特征在于，所述模型箱外侧设有冲击载荷加载装置（14），冲击载荷加载装置（14）包括水平撞击锤，水平撞击锤头端正对锚杆（3）头端，试验时水平撞击锤周期性运动撞击锚杆（3）头端对锚杆（3）施加冲击载荷。
3.根据权利要求1所述的冲击荷载作用后BFRP锚杆抗拉拔性能检测装置，其特征在于，所述长度可伸缩式模型箱包括外模型箱（1）和内模型箱（2），内模型箱（2）插槽式连接于外模型箱（1）上。
4.根据权利要求3所述的冲击荷载作用后BFRP锚杆抗拉拔性能检测装置，其特征在于，所述外模型箱（1）的尾端开口，左右两侧壁为槽口状；所述内模型箱（2）的头端开口，内模型箱（2）的左右两侧壁插接于外模型箱（1）的槽口内。
5.根据权利要求4所述的冲击荷载作用后BFRP锚杆抗拉拔性能检测装置，其特征在于，所述内模型箱（2）尾端上连接有用于拉动内模型箱（2）移动的把手。
Priority Applications (1)
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| CN202222136028.0U CN218629345U (zh) | 2022-08-15 | 2022-08-15 | 一种冲击荷载作用后bfrp锚杆抗拉拔性能检测装置 |
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| CN (1) | CN218629345U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116499885A (zh) * | 2023-06-28 | 2023-07-28 | 矿冶科技集团有限公司 | 一种锚杆拉拔性能测试装置和方法 |
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2022
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