[發(fā)明專利]土層錨固體應(yīng)力傳遞機(jī)理可視試驗裝置及其試驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610071187.3
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105738200B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尤志嘉;付厚利;時健;邵輝;劉慶娜;楊樂;勾文利;劉群;韓國幸;畢冬賓;玄超;尤春安
• 申請（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 段毅凡

本發(fā)明公開了一種土層錨固體應(yīng)力傳遞機(jī)理可視試驗裝置及其試驗方法，它包括一個斷面為半圓狀的立式箱體，即立式箱體的前面為平面板，其余周面為半圓弧殼體，而且至少平面板應(yīng)為透明的；立式箱體內(nèi)盛裝有土樣，土樣的上面設(shè)有半圓形的活動蓋板，活動蓋板上設(shè)有孔，立式箱體底面固定上拉桿，拉桿與錨桿在同一軸線上，立式箱體內(nèi)安裝上周圍制作有錨固體的錨桿，箱體內(nèi)不同高度上設(shè)置有多個微型壓力傳感器與二次儀表連接。本發(fā)明可以模擬錨固體在土層中的真實受力狀態(tài)并可直接觀察土層錨固體在荷載作用下土顆粒的運動規(guī)律。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種試驗裝置，尤其涉及研究土層錨桿錨、錨索錨固機(jī)理的試驗裝置。

背景技術(shù)

土層錨固技術(shù)是在土層或破碎的巖體中進(jìn)行植筋或加固的技術(shù)，是近代巖土工程領(lǐng)域的一項重要組成部分。隨著我國大力興建基礎(chǔ)設(shè)施，特別是對交通、能源、水利和城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度的加大，錨固技術(shù)已展示出十分廣闊的應(yīng)用前景。雖然土層錨固技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣，新的錨固方式(如拉力型、壓力型、擴(kuò)徑型、混合型及其多元形式)不斷出現(xiàn)，但對其錨固機(jī)理的認(rèn)識與理論研究卻相對滯后，目前還沒有一種可以得到廣泛認(rèn)可的工程設(shè)計理論，整體處在經(jīng)驗設(shè)計階段，還有許多問題有待于進(jìn)一步解決。由于土體的性質(zhì)復(fù)雜性，土層錨固工程出現(xiàn)病害甚至失事的現(xiàn)象屢見不鮮，給工程建設(shè)帶來極大的安全隱患，嚴(yán)重的甚至造成工程中斷、人員傷亡和帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此對土層錨固理論及應(yīng)用的研究是有十分重要的意義。

土層錨固體在荷載的作用下土層與錨固體之間的應(yīng)力及位移分布試驗研究是土層錨固體理論研究的基礎(chǔ)。在以往的研究工作中，人們進(jìn)行了大量的現(xiàn)場測試和宏觀實驗研究以揭示錨固體的宏觀力學(xué)行為。當(dāng)然人們也注意了錨固體與土接觸面的細(xì)觀特性，M.R.Dyer用光彈試驗來考察各種土工合成材料與“土”相對作用時應(yīng)力分布模式。該試驗所用“土樣”為碾碎的硼硅酸玻璃，試驗沉浸在與玻璃具有相同的折射率的液體石蠟中進(jìn)行，加荷后在圓形偏振光照射下用偏光鏡觀察，獲得光彈圖形進(jìn)行分析。Y.Yoshimi和T.Kishida進(jìn)行剪切試驗，在砂土中埋設(shè)小鉛球，通過X射線來追蹤鉛球的位置，觀察接觸面上顆粒的運動規(guī)律。M.Uesugi等在剪切試驗?zāi)Ｐ拖涞膫?cè)面安裝玻璃窗，通過拍照來觀察接觸面上顆粒的運動規(guī)律。張嘎等建立了跟蹤并測量土顆粒運動的細(xì)觀測量算法，編制了相應(yīng)軟件，對粗粒土與結(jié)構(gòu)接觸面剪切試驗過程中的土顆粒運動進(jìn)行了測量。這些實驗方法都是采用平面方法(平面應(yīng)力或平面應(yīng)變)進(jìn)行的，與錨固系統(tǒng)的軸對稱特性有較大的差異，不能反映錨固體界面變形出現(xiàn)體脹而產(chǎn)生徑向壓力的現(xiàn)象。

因此，很需要一種可視化試驗裝置對土層錨固體應(yīng)力傳遞機(jī)理進(jìn)行試驗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對土層錨固體應(yīng)力傳遞機(jī)理進(jìn)行試驗的需要，發(fā)明一種可視化試驗裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種土層錨固體應(yīng)力傳遞機(jī)理可視試驗裝置，其特征在于，它包括一個斷面為半圓狀的立式箱體，即立式箱體的前面為平面板，其余周面為半圓弧殼體，而且至少平面板應(yīng)為透明的；立式箱體內(nèi)盛裝有土樣，土樣的上面設(shè)有半圓形的活動蓋板，活動蓋板上設(shè)有孔，孔的位置應(yīng)布置在圓心位置，通過孔安裝上周圍制作有錨固體的錨桿，立式箱體底面固定上拉桿，拉桿與錨桿在同一軸線上；通過拉桿在拉力試驗機(jī)上施加拉力，從而對土樣加壓；箱體內(nèi)不同高度上設(shè)置有多個微型壓力傳感器和對應(yīng)的導(dǎo)線孔，微型壓力傳感器的導(dǎo)線從導(dǎo)線孔穿出與壓力傳感器的二次儀表連接。

進(jìn)一步，所述的立式箱體由半圓弧殼體和透明前檔板兩部分連接組成，半圓弧殼體的兩翼和透明前檔板通過夾板用螺栓連接在一起。所述的土樣箱體上下分別設(shè)置固定和活動蓋板，活動蓋板的作用是在裝入土樣后，用螺栓與箱體固定。

進(jìn)一步，所述的透明前檔板采用鋼化玻璃，以便直接觀察或采用光學(xué)實驗方法觀察荷載作用下土樣顆粒位移變形應(yīng)變狀態(tài)和運動規(guī)律。

進(jìn)一步，所述的錨桿周圍制作的錨固體為砂漿材料制作的斷面為半圓形的錨固體。