[發明專利]地下工程錨網噴支護結構力學性能測試評價裝置及方法

在審

• 申請號: 201711137176.1
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107941620A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 王洪濤;劉平;李曉靜;徐良;陳云娟
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/36
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 趙敏玲

1.地下工程錨網噴支護結構力學性能測試評價裝置，其特征在于，包括支撐裝置，所述的支撐裝置分為上、下兩部分，上部分設有待測錨網噴支護結構層；下部分設置有孔狀加載氣囊，所述的孔狀加載氣囊的底層通過支撐裝置支撐，頂層設有孔狀彈性橡膠傳力層；所述的孔狀加載氣囊與第一動力源相連，實現該氣囊的充排氣；所述的第一動力源與中心控制系統相連，可實現包括但不限于單純加卸載、循環荷載工況下的錨網噴支護結構層力學性能的有效測試。

2.如權利要求1中的地下工程錨網噴支護結構力學性能測試評價裝置，其特征在于，所述的支撐裝置包括底部基座，底部基座上表面設置由F型鋼板圍護而成的框架結構，F型鋼板朝向測試裝置的內側沿高度方向設有上、下外伸臺階翼緣，所述的上、下外伸臺階翼緣將支撐裝置分隔為上、下兩部分；所述的底部基座均勻間隔設有系列開孔，開孔位置活動設置基座孔塞；所述的上外伸臺階翼緣可沿F型鋼板上下移動設置。

3.如權利要求2中的地下工程錨網噴支護結構力學性能測試評價裝置，其特征在于，所述的待測錨網噴支護結構層的形式包括但不限于單一的錨桿、鋼筋網或噴射混凝土、錨桿+鋼筋網組合、錨桿+噴射混凝土組合、鋼筋網+噴射混凝土組合和錨桿+鋼筋網+噴射混凝土組合；

待測錨網噴支護結構層中的鋼筋網周邊固定于F型鋼板內側下外伸臺階翼緣上表面；錨桿通過開孔位置自上而下依次穿過鋼筋網、孔狀彈性橡膠、孔狀加載氣囊和底部基座，錨桿兩外端通過錨桿托盤及螺母進行固定安裝；噴射混凝土均勻的噴射在鋼筋網的上表面，噴射厚度依據不同的試驗要求而定。

4.如權利要求3中的地下工程錨網噴支護結構力學性能測試評價裝置，其特征在于，所述的錨網噴支護結構層中，錨桿、鋼筋網、噴射混凝土部位安裝有應力監測傳感器，噴射混凝土上表面安有位移監測傳感器和聲發射監測傳感器，所述的應力監測傳感器、位移監測傳感器、聲發射監測傳感器與中心控制系統相連。

5.如權利要求1中的地下工程錨網噴支護結構力學性能測試評價裝置，其特征在于，所述的孔狀加載氣囊均勻間隔設置有系列開孔，開孔位置與底部基座開孔位置相對應，孔狀加載氣囊通過進、排氣管與第一動力源相連，實現孔狀加載氣囊的充排氣；所述的第一動力源為高壓氣泵。

6.如權利要求1中的地下工程錨網噴支護結構力學性能測試評價裝置，其特征在于，所述的孔狀彈性橡膠位于孔狀加載氣囊上表面，孔狀彈性橡膠均勻間隔設置有系列開孔，開孔位置與底部基座及孔狀加載氣囊開孔位置相對應，開孔位置活動設置橡膠孔塞。

7.利用權利要求1-6任一所述的一種地下工程錨網噴支護結構力學性能測試評價裝置的實驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：根據試驗要求，在需要安裝錨桿的位置移除底部基座與孔狀彈性橡膠中相應位置的孔塞，并在測試裝置內表面均勻涂抹一層潤滑油膏；

步驟2：與孔狀加載氣囊相連的進氣管開始進氣，當孔狀彈性橡膠上表面與F型鋼板下外伸翼緣上表面平齊時，停止充氣，孔狀加載氣囊處于穩壓狀態；

步驟3：沿孔狀彈性橡膠上表面鋪設鋼筋網，并將鋼筋網固定在F型鋼板上；

步驟4：沿孔狀彈性橡膠、孔狀加載氣囊和底部基座開孔位置，安裝錨桿，并利用錨桿托盤及螺母進行固定；

步驟5：在鋼筋網的上表面均勻噴射一定厚度的噴射混凝土；

步驟6：待噴射混凝土終凝和養護完成后，將F型鋼板內側上外伸臺階翼緣緊密貼合在噴射混凝土上表面，并進行固定；

步驟7：與孔狀加載氣囊相連的進氣管繼續充氣，當孔狀加載氣囊加載壓力達到錨網噴支護結構層極限承載力的設定比例時，停止加載，系統再次處于穩壓狀態；

步驟8：按每級荷載為設定值的梯度進行階梯型加卸載或循環加卸載，直到錨網噴支護結構層開裂破壞，停止加載，記錄加載過程中的應力、位移等試驗數據；

步驟9：與孔狀加載氣囊相連的排氣管開始排氣，將孔狀加載氣囊內的氣體全部排出；

步驟10：拆除F型鋼板內側上部外伸臺階翼緣，并移走噴射混凝土、鋼筋網及錨桿等試驗構件，并在底部基座與孔狀彈性橡膠開孔處安放孔塞，試驗結束，可進行下一個工作循環；

進一步的，所述的步驟1-10中噴射混凝土、鋼筋網及錨桿等構件可根據待測錨網噴支護結構的具體組合形式進行選擇性設置。