[发明专利]一种模拟锚固段埋置深度影响的试验装置及试验方法

说明书

本发明提供了一种模拟锚固段埋置深度影响的试验装置及试验方法，本发明通过测力螺栓对试件施加围压，模拟锚固结构锚固段在不同锚固深度时真实受力状态，获得锚固段埋置深度对锚固结构各界面应力分布影响的规律。本发明中用于加载的两块半圆筒体的尺寸与规格均与制作圆柱形混凝土试件时的模具相同，能够保证半圆管壁与圆柱形混凝土试件紧密接触；两个半圆筒体在接缝处留出很小的缝隙，缝隙的存在能够为荷载施加提供空间。测力螺栓与其测力仪表相连，能够准确测得施加的荷载；不需要对万能试验机做任何改造，试验中加载效果良好，克服了锚固结构拉拔试验中不能很好模拟锚固结构锚固段埋置深度对锚固力影响的难题。

技术领域

本发明涉及锚固结构设计技术领域，特别是一种模拟锚固段埋置深度影响的试验装置及试验方法。

背景技术

锚固结构能够最大限度的调动地下工程围岩的自身承载能力，与其它支护结构相比，以其方便的施工工艺、经济的造价以及广泛的适用性等特点，目前已经广泛应用于岩土工程的各个领域。当前我国所有规范对锚固结构的设计都建立在锚固段各界面剪应力平均分布的假设上，这显然是不准确的。国内外大量研究已经表明，锚固段各界面间的剪应力分布是非常不均匀的，虽然针对该问题许多学者已经开展了卓有成效的研究工作，也获得了一些重要的结论，但距离工程应用还有一定的差距，所以进一步开展对锚固结构各界面间剪应力的研究，对于指导支护结构的设计具有重要的理论意义和实践价值。

在众多的锚固结构研究方法中，拉拔试验无疑是最重要的手段之一，现场拉拔试验，虽然能很好的反映工程实际情况，比如被加固岩体的天然结构状态、支护地点围岩应力情况等。但现场试验经常会受到天气、空间、施工环境等的影响，并且精密的测量仪器也很难在现场应用。实验室内的模型试验在环境、空间以及仪器应用等方便具有现场试验不可比拟的优势，但实验室实验也有很多弱点，其中很重要的一点是实验室模型试验很难模拟被加固岩体三维应力状态。锚固结构锚固段周边围岩的应力状态，对锚固结构的承载能力具有非常显著的影响，在现行的许多锚固结构设计规范中对锚固段的埋置深度都有一定的要求，比如《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120)及《建筑边坡工程技术规范》(GB50330)均有锚固段上覆土层或岩层最小厚度的要求。锚固段埋置深度其本质上反映了锚固段围岩压力对锚固力的影响。在以往进行的大量的实验室模型试验中，试验在无围压与单向围压两种应力环境下进行的情形居多，很显然这两种情形都无法准确的模拟锚固结构实际的受力状态。截止目前，实验室内的锚固结构拉拔试验中，还没有比较合理有效的试验手段来反映锚固段埋置深度对锚固结构各界面应力分布的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种模拟锚固段埋置深度影响的试验装置及试验方法，旨在解决现有技术中锚固结构拉拔试验中不能很好模拟锚固结构锚固段埋置深度对锚固力影响的问题，实现获得锚固段埋置深度对锚固结构各界面应力分布影响的规律。

为达到上述技术目的，本发明提供了一种模拟锚固段埋置深度影响的试验装置，所述装置包括：

两块半圆薄壁筒体，通过测力螺栓进行拼接，拼接后的筒体内放置混凝土试件；

筒体底部设置有底部加载托盘，底部加载托盘中心焊接有拉杆，混凝土试件顶部锚固有锚杆，所述拉杆与锚杆位于同一轴线上；

混凝土试件底部埋置锚固螺栓与底部加载托盘固定连接；

所述锚杆与试验机上部夹具固定连接，所述拉杆与试验机下部夹具固定连接。

优选地，所述测力螺栓连接量测仪表，以测得测力螺栓施加预紧力的数值。

优选地，所述两块半圆薄壁筒体之间设置圆筒预留缝隙，为荷载施加提供空间。

优选地，所述两块半圆薄壁筒体组成的筒体尺寸与制作所述混凝土试件的模具尺寸相同。

本发明还提供了一种模拟锚固段埋置深度影响的试验方法，所述方法包括以下步骤：