[发明专利]NPR锚索剪切破坏模拟实验装置及实验方法

权利要求书

1.一种NPR锚索剪切破坏模拟实验装置，其特征在于，包括底座（1）、顶板（2）和位于两者中间用于支撑的钢管（3），底座（1）和顶板（2）之间设有拉紧装置和位移感应装置，所述拉紧装置的一端为固定夹具（10），另一端为恒阻体夹具（11），所述固定夹具（10）和恒阻体夹具（11）之间利用四根钢管固定连接，并且固定夹具（10）和恒阻体夹具（11）上均有横向设置且对通的孔（18），恒阻体夹具（11）与用于施加预应力的液压装置相连；

所述底座（1）上设有滑轨（13）；

恒阻体夹具（11）的下端设有与滑轨（13）滑动连接的支撑板（12）；

对NPR锚索施加预应力，当恒阻体夹具（11）和支撑板（12）在滑轨（13）上滑移时，根据第二液压油缸（8）的压力度数和恒阻体夹具（11）的滑移距离得到NPR锚索受到岩体剪切破坏、NPR锚索恒阻体产生滑移时的变形量。

2.根据权利要求1所述的NPR锚索剪切破坏模拟实验装置，其特征在于，所述孔（18）的直径略大于NPR锚索钢绞线的直径。

3.根据权利要求1所述的NPR锚索剪切破坏模拟实验装置，其特征在于，所述顶板（2）的下方设有第一液压油缸（7）、第二液压油缸（8）和第三液压油缸（9），所述底座（1）的上方设有第四液压油缸（5）和第五液压油缸（6），所述第四液压油缸（5）和第五液压油缸（6）的中间设有激光位移传感器（14）。

4.根据权利要求1所述的NPR锚索剪切破坏模拟实验装置，其特征在于，所述固定夹具（10）和恒阻体夹具（11）之间的四根钢管中间设置有第一实验盒（15）、第二实验盒（16）、第三实验盒（17）。

5.根据权利要求3或4所述的NPR锚索剪切破坏模拟实验装置，其特征在于，所述第一液压油缸（7）、第一实验盒（15）和第四液压油缸（5）对应竖向设置，所述第二液压油缸（8）、第二实验盒（16）和激光位移传感器（14）对应竖向设置，所述第三液压油缸（9）、第三实验盒（17）和第五液压油缸（6）对应竖向设置。

6.根据权利要求4所述的NPR锚索剪切破坏模拟实验装置，其特征在于，所述第一实验盒（15）、第二实验盒（16）、第三实验盒（17）上均有横向设置且对通的孔，与固定夹具（10）和恒阻体夹具（11）上的孔（18）位于一条水平线上，并且相互贯通，能够使得NPR锚索穿过。

7.根据权利要求1所述的NPR锚索剪切破坏模拟实验装置，其特征在于，所述固定夹具（10）的上端利用钢管与顶板（2）固定连接。

8.一种利用权利要求1所述的NPR锚索剪切破坏模拟实验装置的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将底座（1）固定于地面上；

步骤二：向第一实验盒（15）、第二实验盒（16）、第三实验盒（17）内浇筑混凝土，并在混凝土块中间预留一个孔，用于穿过钢绞线，并将NPR锚索依次穿过孔（18）和第一实验盒（15）、第二实验盒（16）、第三实验盒（17）上的孔，通过树脂锚固剂将NPR锚索的钢绞线与孔壁粘结，锁紧固定夹具（10）和恒阻体夹具（11），并等待实验盒内的混凝土凝固；

步骤三：实验盒内的混凝土凝固后，启动与恒阻体夹具（11）相连的液压装置，对NPR锚索施加预应力，根据给定不同预应力来模拟不同的工况；

步骤四：同时启动第一液压油缸（7）、第三液压油缸（9）、第四液压油缸（5）和第五液压油缸（6），夹紧第一实验盒（15）和第三实验盒（17），并保证三个实验盒处于一条水平线上；

步骤五：启动第二液压油缸（8），向下挤压第二实验盒（16），从第二液压油缸（8）接触到第二实验盒的上表面开始记录第二液压油缸（8）的压力度数以及激光位移传感器（14）获得的第二实验盒（16）的位移变化，并根据压力度数和位移变化计算出NPR锚索受到岩体剪切破坏而NPR锚索在恒阻体未产生滑移时产生的第一个变形量；

步骤六：当应力达到NPR锚索的恒阻值时，NPR锚索上的恒阻体发挥作用，实现恒阻力滑移，控制NPR锚索的变形量，使得恒阻体夹具（11）和支撑板（12）在滑轨（13）上滑移，并测量滑移距离，并根据压力度数和滑移距离计算出NPR锚索受到岩体剪切破坏、NPR锚索恒阻体产生滑移而产生的第二个变形量。