[发明专利]真三维地质力学模型试验锚杆预埋装置及操作方法

权利要求书

1.真三维地质力学模型试验锚杆预埋装置，其特征是，包括底座、顶盖、连接件、护筒、箍环，所述护筒由两个半圆形护筒构成，护筒下部卡入底座的凹槽，外部通过箍环使两个半圆形护筒固定为一体，顶部通过所述的连接件与顶盖相连；在所述的护筒侧壁上布设有“梅花形”分布的锚杆定位孔，所述定位孔直径稍大于锚固模型体上的锚孔直径，所述顶盖侧壁中间部位设有三个互成120°的螺栓孔，所述的护筒上部边缘布设三个互成120°的钻孔，该钻孔直径略大于顶盖固定螺栓直径，所述底座是一块具有一定厚度的圆形有机玻璃板，底座直径稍大于护筒外径，底座上开有一定深度的环形凹槽，环形凹槽的外径和内径与护筒的外径和内径相同，所述顶盖为一块圆形有机玻璃板，其直径略小于护筒内径；

预埋方法的步骤为：

1)组装所述的锚杆预埋装置

2)制作锚固模型体

将搅拌均匀的模型材料分多次倒入护筒内并初步夯实，然后放入顶盖，对初步夯实的模型材料进一步压实，如此循环填料和压实，直至模型材料填满整个护筒；

3)风干锚固模型体

拆卸箍环，抽出护筒，将压实成型的锚固模型体连同底座一起放置通风干燥处风干养护；

4)在锚固模型体上钻锚孔

风干完成后，把护筒重新卡入底座凹槽内，并用箍环固定为一体，将顶盖放入护筒内锚固模型体上部，用连接件将顶盖与护筒连接固定，然后穿过各锚杆定位孔在锚固模型体上钻设锚孔，锚孔完成后将各锚孔内的碎屑清理干净；

5)在锚固模型体上埋设锚杆

拆除箍环，取出顶盖和护筒，将加工好的微型锚杆裹上石英砂和石膏的混合料依次插入刚钻取的锚孔，并注入石膏液将微型锚杆与锚固模型体的模型材料紧密粘结；

6)养护；

7)安放锚固模型体。

2.如权利要求1所述的真三维地质力学模型试验锚杆预埋装置，其特征是，所述连接件为固定螺栓。

3.如权利要求1所述的真三维地质力学模型试验锚杆预埋装置，其特征是，所述护筒由两个具有一定厚度的有机玻璃半圆形护筒组成。

4.如权利要求1所述的真三维地质力学模型试验锚杆预埋装置，其特征是，所述箍环为三个强力型卡箍，卡箍直径略大于护筒外径，三个卡箍分别卡紧护筒的上、中、下三个部位使两个半圆形护筒固定为一体。

5.利用权利要求1-4任一项 所述的真三维地质力学模型试验锚杆预埋装置进行锚杆预埋的方法，步骤如下：

1)组装所述的锚杆预埋装置；

2)制作锚固模型体

将搅拌均匀的模型材料分多次倒入护筒内并初步夯实，然后放入顶盖，采用千斤顶对初步夯实的模型材料进一步压实，如此循环填料和压实，直至模型材料填满整个护筒；

3)风干锚固模型体

拆卸箍环，抽出护筒，将压实成型的锚固模型体连同底座一起放置通风干燥处风干养护；

4)在锚固模型体钻锚孔

风干完成后，把护筒重新卡入底座的凹槽内，并用箍环固定为一体，将顶盖放入护筒内锚固模型体上部，用连接件将顶盖与护筒连接固定，然后穿过锚杆定位孔在锚固模型体上钻设锚孔，锚孔钻设完成后将各锚孔内的碎屑清理干净；

5)在锚固模型体上埋设锚杆

拆除箍环，取出顶盖和护筒，将加工好的微型锚杆裹上石英砂和石膏的混合料依次插入刚钻设的锚孔，并注入石膏液将微型锚杆与锚固模型体的模型材料紧密粘结；

6)养护

所有锚杆埋设完毕后，将整个锚固模型体放置通风干燥处养护，使微型锚杆与模型材料粘结固化；

7)安放锚固模型体

养护完成后，重新将护筒插入底座凹槽，用箍环固定，并把顶盖放入护筒内锚固体上部用连接件与护筒连接固定，然后把锚杆预埋装置提升至试验台架内预先留设的模型槽内，依次拆下顶盖、底座，箍环和护筒，把锚固模型体轻轻放入，倒入模型材料并充分压实，使锚固模型体和槽外的模型材料粘结为一体，至此，模型体内的锚杆预埋完毕。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，锚杆预埋装置的组装方法是：分别在两个半圆形护筒内壁粘贴一层防爆膜，然后把两个半圆形护筒卡入底座凹槽内，将三个箍环依次套在护筒上部、中部和下部并用箍环螺栓拧紧，使两个分离的半圆形护筒固定为一体。