[发明专利]基坑模型试验中精确控制锚杆轴力缓慢失效的装置

说明书

本发明公开了一种基坑模型试验中精确控制锚杆轴力缓慢失效的装置，包括连接在模拟锚杆上的拉力计和锚杆轴力控制机构，所述锚杆轴力控制机构包括固定支架，在所述固定支架上设有左右两根直线导轨和一根旋转丝杆，三者互相平行，所述旋转丝杆由变频电机驱动，所述变频电机固装在所述固定支架上，由控制器控制，在所述旋转丝杆上连接有螺母座，所述螺母座与两根所述直线导轨滑动连接，在所述螺母座的一侧固接有与模拟锚杆连接的固定平台。本发明可以动态精确调节锚杆轴力，从而模拟锚杆轴力缓慢失效的过程，并且本发明结构简单，操作方便，能控制锚杆轴力减小的速率，模拟锚杆受到腐蚀等情况下的实际破坏过程。

技术领域

本发明涉及基坑工程中的一种试验装置，特别是一种基坑模型试验中精确控制锚杆轴力缓慢失效的装置。

背景技术

锚杆支护作为一种常见的基坑支护体系，多用于工程规模大，周边环境复杂，基坑形状不规则的情形。在锚杆支护基坑中，锚杆的合理使用能有效控制土体变形，减小围护结构内力，同时降低工程成本，提高施工效率。但是在实际工程中，由于锚杆的设计和施工不当引起的基坑坍塌事故也时有发生。

近年来，众多学者已经对大量锚杆工程实例或事故案例进行了分析。例如International Federation for Prestressing(FIP)对35个锚杆支护工程案例进行了统计分析，其中很多工程中锚杆存在失效的风险，甚至已有工程因锚杆失效引发了结构垮塌。研究发现，锚杆失效可能由诸多因素引发，如暴露在外的锚头破坏，筋体锈蚀导致的锚杆钢筋破断，注浆不足或地下水侵蚀导致的土体与锚固段之间的粘结破坏等。

由于锚杆支护体系试验的复杂性，目前针对锚杆支护基坑中锚杆失效的模型试验研究开展较少。实际案例表明，锚杆在使用过程中受到腐蚀等作用，承载力逐渐降低，其失效过程会持续一定时间，但在此过程中锚杆仍然承担一定承载力。目前大多数模型试验难以控制锚杆缓慢失效，因此有必要提供一种基坑模型试验中控制锚杆轴力缓慢减小的装置，解决目前基坑锚杆支护模型试验中模拟锚杆轴力缓慢失效的问题。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种基坑模型试验中精确控制锚杆轴力缓慢失效的装置，用以模拟基坑锚杆支护中锚杆轴力缓慢失效的过程。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基坑模型试验中精确控制锚杆轴力缓慢失效的装置，包括连接在模拟锚杆上的拉力计和锚杆轴力控制机构，所述锚杆轴力控制机构包括固定支架，在所述固定支架上设有左右两根直线导轨和一根旋转丝杆，三者互相平行，所述旋转丝杆由变频电机驱动，所述变频电机固装在所述固定支架上，由控制器控制，在所述旋转丝杆上连接有螺母座，所述螺母座与两根所述直线导轨滑动连接，在所述螺母座的一侧固接有与模拟锚杆连接的固定平台。

所述固定平台通过固定夹具与模拟锚杆连接，所述固定夹具设置在所述固定平台上。

在所述固定平台上设有连接孔。

所述固定支架设有底板，在所述底板上设有固定安装孔。

所述固定平台是由钢板制成的。

本发明具有的优点和积极效果是：试验过程中，采用控制器调节电机转速，进而控制螺母座、固定平台和模拟锚杆的上升或下降，使模拟锚杆的轴力随之增大或减小，并通过拉力计精确测量，可以动态精确调节锚杆轴力，从而模拟锚杆轴力缓慢失效的过程，并且本发明结构简单，操作方便，能控制锚杆轴力减小的速率，模拟锚杆受到腐蚀等情况下的实际破坏过程。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的锚杆轴力控制机构的结构示意主视图；

图3为图2的侧视图；

图4为本发明应用的示意图。