双向拉拔试验装置及试验方法

技术领域

本发明涉及一种双向拉拔试验装置及试验方法。适用于室内拉拔试验领域。

背景技术

在边坡防治工程中通常利用锚杆(索)进行支护，锚固技术具有主动加固岩土体、改善被锚岩土体内部应力状态、有效控制岩土体变形与位移、防止岩土体坍塌或失稳、技术先进可靠且经济等突出优势，在工程建设中发挥着巨大的经济效益、社会效益和环境效益。

拉拔试验可分为现场拉拔试验及室内拉拔试验，前者监测的数据相比后者更加客观可靠，后者相较于前者更加灵活多变，两者各有利弊，但当现场条件不允许的情况下，室内拉拔试验就能达到检验设计方案的主要目的。

目前，室内拉拔试验通常为单向施加应力，这样不仅浪费时间，而且由于人为、环境等客观因素的改变，很难保证两组试验是在同一因素保持不变的情况下进行的，这样测得的数据往往具有一定程度上的不必要的误差。对于室内拉拔试验通常会涉及制作锚杆夹具的问题，但由于岩土体性质的原因，锚杆夹具的制作有时会遇到不可抗力的影响，使得夹具制作成功率较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种双向拉拔试验装置及试验方法，以满足两组同行试验的同时进行，改善以往室内拉拔试验仅一端受力的试验现状，并且降低室内拉拔试验制作锚杆夹具失败的可能性。

本发明所采用的技术方案是：一种双向拉拔试验装置，其特征在于：具有左右两端均能输出拉拔力的穿心式千斤顶，该穿心式千斤顶的左右两端均依次经压力传感器、钢板和转换盘连接注模具，该注模具内具有锚固体，所述穿心式千斤顶、压力传感器钢板、转换盘和注模具的轴线均位于同一水平线上；

所述穿心式千斤顶左右拉拔力输出端上接有预应力筋束，预应力筋束沿所述水平线穿过钢板和转换盘后固定于所述注模具内的锚固体内；

所述注模具外侧面上平行注模具轴线均匀开设有若干插入口，该注模具外侧面上刻有平行注模具轴线的、用于对比观察记录预应力筋束被拔出的位移量或在拉拔过程中锚固体内部产生的裂隙的宽度及长度的刻度线；

所述锚固体内设有应变片，该应变片通过注模具上的插入口深入到锚固体内预定位置，应变片经数据线连接位于注模具外的监测器，监测器经数据线连接计算机。

对应所述穿心式千斤顶的拉拔力输端设有获取该拉拔力输端位移的百分表。

所述穿心式千斤顶为利用双液压缸张拉预应力筋束和顶压锚具的双作用千斤顶。

所述注模具的横截面为圆形或矩形。

所述插入口为可平行注模具轴线左右可推拉式开口。

应用所述的双向拉拔试验装置进行试验的试验方法，其特征在于：

将水泥砂浆注入所述注模具中，并保证预应力筋束位于注模具中心位置；

在注模具内的水泥砂浆凝固形成锚固体之前，将所述应变片借助保护套通过注模具上的插入口深入到预定位置；

应变片在到达预定位置后，撤回保护套；

待水泥砂浆凝固之后，利用动力连接线连接电源，为穿心式千斤顶提供动力来源，进而对两端预应力筋束进行施压，直至锚杆预应力筋束或锚固体损坏。

所述保护套形状为于所述插入口相适配的扁平状。

所述保护套的靠外端省经若干保护绳连接保护圈。

本发明的有益效果是：本发明通过穿心式千斤顶可进行双向拉伸，在不同工况下，实现两组同行实验同时进行的目的，在一定程度上降低了时间成本，提高了一定的经济效益。

目前室内拉拔试验装置体积较大，本发明装置的每一部分的内部均设有螺旋内壁，可灵活进行更换，便于拆卸组装、携带。

本发明利用可预制的注模具，在节约时间的基础上可提高试验成功率，并根据试验要求，灵活更换注模具的尺寸及形状。

本发明在注模具的侧面开有插入孔，可供应变片的方便插入，并且插入口设计为左右推拉式，可根据试验要求，灵活改变应变片放置的位置，根据模具上的刻度可直观的观察到坐标位置。

本发明中在每个应变片均有保护壳保护，使其在通过插入口进入锚固体的过程中，尽可能的减少客观因素的变形损坏，在一定程度上增加数据的可靠性。

附图说明

图1为实施例的结构示意图(注模具的横截面为矩形)。

图2为实施例的结构示意图(注模具的横截面为矩形)。

图3为实施例内部的预应力筋束连接示意图。

图4为实施例中转换盘示意图。

图5为实施例中注模具内部示意图。

图6为实施例中注模具上插入口示意图。

1、穿心式千斤顶；2、动力连接线；3、百分表；4、连接板；5、压力传感器；6、钢板；7、转换盘；8、注模具；9、插入口；10、刻度线；11、计算机；12、监测器；13、保护圈；14、保护绳；15、保护壳；16、应变片；17、记号牌；18、预应力筋束；19、锚固体。

具体实施方式

本实施例为一种双向拉拔试验装置，具有左右两端均能输出拉拔力的穿心式千斤顶，该穿心式千斤顶的左右两端壳体均依次经连接板、压力传感器、钢板和转换盘连接注模具(横截面为圆形或矩形)，该注模具内具有锚固体，穿心式千斤顶、压力传感器钢板、转换盘和注模具的轴线均位于同一水平线上，相互之间可拆卸相连。

本例中穿心式千斤顶左右的拉拔力输出端上接有预应力筋束，预应力筋束一端连接穿心式千斤顶的拉拔力输出端，另一端沿穿心式千斤顶所在的水平线穿过连接板、压力传感器、钢板和转换盘后固定于注模具内的锚固体内。

本实施例中注模具外侧面上沿注模具轴线均匀开设有若干插入口；注模具底部位置刻有刻度线，该刻度线位于插入口下方且平行注模具轴线布置，用于对比观察记录预应力筋束被拔出的位移量或在拉拔过程中锚固体内部产生的裂隙的宽度及长度。

本例中每个所述插入口均有编号标记，左侧编号标记号分别为B1’、B2’、B3’、…，右侧编号标记号分别为B1、B2、B3、…。

本例中插入口为沿注模具轴线布置的扁平开口，可平行注模具轴线左右可推拉，可根据试验的不同要求、不同工况插入应变片时，能够灵活地进行定点，并根据所述刻度线选择合适的插入位置。

本实施例中通过插入口往注模具内的锚固体内设有应变片，应变片深入到锚固体内预定位置，同侧的应变片经数据线连接位于注模具外相应的监测器，监测器经数据线连接计算机。对应穿心式千斤顶的拉拔力输端设有百分表，用于获取该拉拔力输端的位移。

本实施例中应变片分为左右两组，并利用记号牌进行标记，为了能够更加清楚的区分每个定点位置处应变值的大小，设计应变片的标记顺序与插入口的记录标记顺序一致，左侧编号标记号分别为B1’、B2’、B3’、…，右侧编号标记号分别为B1、B2、B3、…。

本例中穿心式千斤顶采用YC-60型千斤顶，是利用双液压缸张拉预应力筋和顶压锚具的双作用千斤顶，适用于张拉带JM型锚具的钢筋束或钢绞线束，主要用于大跨度结构、长钢丝束等引伸量大者。

应用本实施例双向拉拔试验装置进行试验的试验方法，包括以下步骤：

将水泥砂浆注入注模具中，并保证预应力筋束位于注模具中心位置；

在注模具内的水泥砂浆凝固形成锚固体之前，将应变片借助保护套通过注模具上的插入口深入到预定位置；

应变片在到达预定位置后，撤回保护套；

待水泥砂浆凝固之后，利用动力连接线连接电源，为穿心式千斤顶提供动力来源，进而对两端预应力筋束进行施压，直至锚杆预应力筋束或锚固体损坏。

本实施例中为了防止应变片在插入到锚固体的过程中，受到客观因素的影响而弯曲变形，防止采集得到的应变值数据不准确，应变片均有采用保护壳保护。

本例中保护套形状为于所述插入口相适配的内外两端均开口的扁平状，为透明塑料材质，在其外端的四个顶点位置处连接有四条材质较软的保护绳，保护绳的另一端连接有保护圈。在放置应变片之前，应变片置于保护壳中，待应变片通过插入口放置在锚固体的定点位置后，拉取保护绳，将保护壳撤回，然后开始进行室内拉拔试验。