[发明专利]一种控制施加与监测锚索拉力的模型试验装置与试验方法

权利要求书

1.一种控制施加与监测锚索拉力的模型试验装置，其特征在于，包括用于传递拉力的拉力传感器，所述拉力传感器布置于固定框架内，该固定框架设置有与支挡结构连接的安装结构，所述固定框架的安装结构为设置于固定框架端部的圆盘底座，该圆盘底座与支挡结构相适配，所述拉力传感器一端设有用于固定锚索的结构，另一端连接有用于提供动力的传力机构，所述拉力传感器连接有显示拉力大小的读数显示器，所述传力机构包括用于传递拉力的施力齿轮组，该施力齿轮组设置有第一齿轮，所述第一齿轮配合连接有传力滑块，所述传力滑块一端与拉力传感器连接。

2.根据权利要求1所述的控制施加与监测锚索拉力的模型试验装置，其特征在于，所述圆盘底座固定于支挡结构上，所述圆盘底座的中心开设有用于锚索通过的锚索孔。

3.根据权利要求2所述的控制施加与监测锚索拉力的模型试验装置，其特征在于，所述锚索孔为锥形孔，靠近支挡结构一侧为大孔端，靠近拉力传感器一端为小孔端。

4.根据权利要求1-3之一所述的控制施加与监测锚索拉力的模型试验装置，其特征在于，所述传力滑块与第一齿轮配合的表面设置有齿条。

5.根据权利要求4所述的控制施加与监测锚索拉力的模型试验装置，其特征在于，所述施力齿轮组还包括与第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第二齿轮同时与第三齿轮啮合，所述第一齿轮与第二齿轮的半径比为2:1，所述第二齿轮与第三齿轮的半径比为2:1。

6.根据权利要求5所述的控制施加与监测锚索拉力的模型试验装置，其特征在于，所述第三齿轮固定于第三齿轮轴上，该第三齿轮轴还安装有用于提供动力的圆盘齿轮，所述圆盘齿轮上设置有转动刻度，所述圆盘齿轮与第一齿轮的半径比为1:1。

7.根据权利要求6所述的控制施加与监测锚索拉力的模型试验装置，其特征在于，所述圆盘齿轮上设置有用于转动圆盘齿轮的手柄，所述固定框架上设置有用于卡住圆盘齿轮的齿轮扣。

8.根据权利要求5-7之一所述的控制施加与监测锚索拉力的模型试验装置，其特征在于，所述传力滑块的截面形状呈凸字形，该传力滑块安装于用作滑轨的凹槽上，所述凹槽的截面形状与传力滑块适配，该凹槽对应开设于传力滑块下方的固定框架上，并向固定框架两端延伸至端面。

9.根据权利要求8所述的控制施加与监测锚索拉力的模型试验装置，其特征在于，所述传力滑块底部还设置有用于传力滑块沿凹槽滚动的滚轮。

10.一种控制施加与监测锚索拉力的模型试验方法，其特征在于，如权利要求9所述的控制施加与监测锚索拉力的模型试验装置所对应的试验方法，包括以下步骤：

a、将锚索穿过支挡结构并与拉力传感器连接；

b、转动圆盘齿轮，使该试验装置与支挡结构接触，同时保证锚索处于松弛状态；

c、通过齿轮扣将圆盘齿轮卡住，并将试验装置安装于支挡结构上；

d、安装好装置后，松开齿轮扣，使用手柄继续转动圆盘齿轮，使施力齿轮组的第一齿轮带动传力滑块向施力齿轮一侧移动，达到设定的预应力时，再通过齿轮扣将圆盘齿轮卡住；

e、根据圆盘齿轮的转动刻度记录转动位移，同时通过读数显示器记录拉力初始值；

f、得出圆盘齿轮转动位移和拉力初始值的对应关系；

g、保持步骤c的状态，根据设定的时间间隔，分别记录下每段时间的拉力大小；

h、对步骤d中的拉力初始值和步骤f中的多个拉力值进行分析，得出锚索拉力的变化情况和变化规律。