[发明专利]半体锚固结构应力与变形场同步测试系统及测试方法

摘要

本发明公开了一种半体锚固结构应力与变形场同步测试系统及测试方法，涉及锚固结构测试技术领域。其测试系统包括用于固定半体锚固结构的加载固定装置、对半体锚固结构进行监测的测试装置及对半体锚固结构进行拉拔测试的拉拔试验机。其中，加载固定装置还包括有用于制备半体锚固结构的内置挡板、划分锚固基体和锚固剂的临时用边界管，边界管为半圆柱状壳体。通过分别在加载固定装置的上部横梁一和下部横梁二中心处设置同轴限位管一和限位管二，保证了锚杆沿半体锚固结构轴向拉拔，防止由于偏心拉拔导致的锚杆倾斜、翘起等现象。本发明实现了锚固结构变形场与应力同步测试，提高了锚固机理研究数据获取的全面性。

主权项

1.一种半体锚固结构应力与变形场同步测试系统，其包括用于制备并固定所述半体锚固结构的加载固定装置、对所述半体锚固结构进行监测的测试装置及对所述半体锚固结构进行拉拔测试的拉拔试验机，其特征在于：所述加载固定装置包括固定筒体、前置挡板一、前置挡板二、内置挡板一、内置挡板二和底座，所述固定筒体是一个断面为半圆状的立式箱体，所述固定筒体的顶面和底面处的半圆弧两端均安装有横梁，分别为位于顶面的横梁一和位于底面的横梁二，所述横梁一和横梁二相互平行；所述前置挡板一、前置挡板二分别设置在所述固定筒体内的中上部区域和中下部区域，与所述前置挡板一、前置挡板二连接处的固定筒体的内壁各设置一卡槽，在所述卡槽中安装所述内置挡板一、内置挡板二，所述内置挡板一、内置挡板二上均设置有一半圆孔，所述半圆孔的孔径与半体锚固结构中的锚杆直接匹配；所述加载固定装置还包括有限位管一、限位管二和用于划分所述半体锚固结构中锚固基体和锚固剂的边界管，所述限位管一、限位管二分别设置在所述横梁一和横梁二的中心处；所述边界管为半圆柱状壳体，所述壳体的两端卡接在所述内置挡板一和内置挡板二上；所述限位管一、限位管二的内壁上设置有若干圆珠，所述半体锚固结构中的锚杆与所述限位管一、限位管二中的圆珠直接接触；当制备所述半体锚固结构时，在所述固定筒体、内置挡板一、内置挡板二和边界管之间形成的区域空间制备锚固基体；在所述内置挡板一、内置挡板二、锚固基体与锚杆之间形成的区域空间灌注锚固剂；所述测试装置包括应变仪、位移传感器、成像器和计算机，所述应变仪用于监测锚杆不同位置处的轴向应变；所述位移传感器安装在所述横梁一上，用于监测所述锚杆的拉拔位移；所述成像器设置在所述半体锚固结构的正对面，用于监测锚杆拉拔试验中锚固结构表面变形场的演化过程；所述计算机用于对所述应变仪、位移传感器及成像器所得监测数据进行储存与处理；所述拉拔试验机的上夹头与所述锚杆上端夹紧连接；所述固定筒体的圆轴线、边界管的圆轴线、内置挡板一上半圆孔的圆心、内置挡板二上半圆孔的圆心、锚杆的中心轴、限位管一、限位管二的中心轴同轴线设置。