[实用新型]一种锚杆室内拉拔试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种锚杆室内拉拔试验装置，属岩土工程技术领域，该装置主要用于岩土工程中胀壳式锚杆的室内拉拔试验研究中。 

背景技术

锚杆支护是边坡、隧道及地下采场等岩土工程中常用的一种经济、高效的围岩加固方式。根据杆体与岩土体之间锚固型式的不同，常见的锚杆可分为粘结式锚杆和机械式锚杆两种。粘结式锚杆，其锚固段采用水泥砂浆或者化学锚固剂（如树脂药卷、快硬水泥等）将杆体与周围的岩土体紧密粘结在一起，依靠杆体与粘结剂、粘结剂与岩土体之间的粘结力提供锚固力，发挥锚杆的锚固作用；而机械式锚杆则是采用特制的内锚固头，将杆体与围岩牢牢咬合在一起，发挥锚杆的锚固作用。常见的机械式锚杆主要有楔缝式、楔头式和胀壳式三种。中国专利公开号CN102808635A，公开日期2012年12月5日，发明名称“一种胀壳式内锚头预应力锚杆及其安装使用方法”，该申请案公开了一种胀壳式内锚头预应力锚杆及其安装使用方法。胀壳式锚杆由于其锚固段与钻孔孔壁接触面积大，因而可提供锚固力大、锚固性能可靠，而且对不同的岩性适应性好、杆体易于回收，在我国矿山及隧道工程领域应用广泛。

利用拉拔试验装置进行锚杆室内拉拔试验是测试锚杆锚固性能的重要手段和途径，室内试验结果（如锚杆拉拔力与拉拔位移的关系、锚杆极限抗拔力等）是锚固工程设计中的重要参数，同时也是指导锚固工程现场实践的重要依据。传统的锚杆室内拉拔试验装置，是针对粘结式锚杆的室内拉拔试验而设计的。在进行粘结式锚杆的室内拉拔试验时，随着拉拔力的逐渐增大，锚固系统的主要破坏形式表现为锚固界面的粘结失效，即锚固界面内的剪应力达到其抗剪强度时，锚固界面产生剪切滑移现象。根据锚杆拉拔力与拉拔位移的关系曲线获取锚杆的锚固性能参数，如极限抗拔力等。然而，传统的锚杆室内拉拔试验装置并不适用于胀壳式锚杆的室内拉拔试验，主要表现在以下两个方面：

（1）与粘结式锚杆不同，胀壳式锚杆在拉拔试验中的主要破坏形式为：随着拉拔力的增大，锚杆胀壳因膨胀而将钻孔孔壁胀裂，导致拉拔力迅速降低。钻孔是否发生胀裂与试样的受力状态具有密切的相关性，而传统的锚杆室内拉拔试验装置结构简单，不能进行试样加载条件下的拉拔试验，因而不适用于胀壳式锚杆的室内拉拔试验。

（2）如（1）中所述，试样的损伤破坏是导致锚固系统失效的主要原因，在进行胀壳式锚杆的拉拔试验中，适时、动态地监测试样的损伤破坏程度、试样内裂隙的萌生、扩展与贯通情况，对于认识胀壳式锚杆的锚固特性及锚固参数的准确获取至关重要，而传统的锚杆室内拉拔试验装置无法达到上述要求。

发明内容

针对上述存在问题，本实用新型的目的在于提供一种锚杆室内拉拔试验装置。

本实用新型所采用的技术方案是：一种锚杆室内拉拔试验装置，所述的试验装置由水平加载系统、竖向加载系统、锚杆拉拔系统、箱体、支撑柱、承托板组成，箱体呈敞口状，水平加载系统由第一水平加载千斤顶、第二水平加载千斤顶、第一水平荷载反力装置、第二水平荷载反力装置构成，第一水平加载千斤顶、第二水平加载千斤顶分别固定布置在箱体的两个内侧壁上，第一水平加载千斤顶与第二水平加载千斤顶的轴线相互垂直，第一水平荷载反力装置、第二水平荷载反力装置分别固定布置在箱体的另外两个内侧壁上，第一水平荷载反力装置与第一水平加载千斤顶轴线重合，第二水平荷载反力装置与第二水平加载千斤顶轴线重合，箱体内部底面上对称设置四根垂直支撑柱，支撑柱上端与承托板固定连接，承托板中心开有圆形通孔，承托板上表面固定安装有拉拔穿心千斤顶，承托板下表面固定安装有竖向加载穿心千斤顶，箱体的内部底面上开有定位槽，定位槽的法向中心轴线与拉拔穿心千斤顶、竖向加载穿心千斤顶、圆形通孔的中心轴线重合。

所述的第一水平荷载反力装置的上、下表面上分别对称设置有第一声发射传感器安装室和第二声发射传感器安装室，第一声发射传感器、第二声发射传感器分别安装在第一声发射传感器安装室和第二声发射传感器安装室中，在第二水平荷载反力装置的左、右端面上分别对称设置有第三声发射传感器安装室和第四声发射传感器安装室，第三声发射传感器、第四声发射传感器分别安装在第三声发射传感器安装室和第四声发射传感器安装室中。