[實(shí)用新型]一種非金屬抗浮錨桿多界面剪應(yīng)力聯(lián)合測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721282768.8
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN207215347U
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白曉宇;張明義;趙天楊;陳小鈺;王永洪;牟洋洋;楊淑娟
• 申請（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類號: G01L5/16
• 分類號: G01L5/16
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所(普通合伙)37104
• 代理人: 黃曉敏,于正河

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型屬于土木工程原位試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種非金屬抗浮錨桿多界面剪應(yīng)力聯(lián)合測試裝置，操作簡單，測試準(zhǔn)確，能同步得出非金屬抗浮錨桿桿體、錨固體和第二界面(巖體和錨固體界面)的軸力、剪應(yīng)力，為非金屬錨桿的研究與應(yīng)用提供依據(jù)。

背景技術(shù)：

玻璃纖維增強(qiáng)聚合物(Glass Fiber Reinforced Polymer，GFRP)錨桿具有抗拉強(qiáng)度高、抗腐蝕性好、松弛性低及抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，將其應(yīng)用在抗浮工程領(lǐng)域不僅能解決傳統(tǒng)金屬錨桿在近海工程及不良地質(zhì)環(huán)境中銹蝕老化嚴(yán)重的問題，還能打破地下軌道交通建設(shè)中不得使用傳統(tǒng)金屬錨桿進(jìn)行抗浮的限制，由此可見，對非金屬抗浮錨桿的應(yīng)用研究有較強(qiáng)的適用性和先進(jìn)性。

在抗浮錨桿結(jié)構(gòu)中，桿體、錨固體和周圍巖土體共同發(fā)揮結(jié)構(gòu)抗浮作用，它們各自的承載力、相互之間的力學(xué)傳遞機(jī)制與粘結(jié)性能決定了結(jié)構(gòu)的破壞形式和承載力大小。在現(xiàn)有的GFRP抗浮錨桿應(yīng)力研究中，一般只通過應(yīng)力測試裝置獲取錨桿拉拔過程中桿體軸應(yīng)力和剪應(yīng)力分布形式及大小，了解錨桿受荷機(jī)理，卻未曾涉及錨固體內(nèi)、粘結(jié)界面的力學(xué)性質(zhì)研究。因此，尋求一種非金屬抗浮錨桿多界面剪應(yīng)力聯(lián)合測試裝置，利用較先進(jìn)的自補(bǔ)償微型光纖光柵(Fiber Bragg Gating，F(xiàn)BG)應(yīng)變傳感器，在桿體、錨固體和第二界面同時(shí)布置自補(bǔ)償微型FBG應(yīng)變傳感器串，在錨桿拉拔過程中獲取其應(yīng)變變化，從而得到相應(yīng)的軸力和剪應(yīng)力值，從而全面研究GFRP抗浮錨桿力學(xué)傳遞機(jī)制和錨固性能。

發(fā)明內(nèi)容：

本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，尋求設(shè)計(jì)一種非金屬抗浮錨桿多界面剪應(yīng)力聯(lián)合測試裝置，用于同步實(shí)時(shí)測量非金屬抗浮錨桿桿體、錨固體和第二界面(巖體和錨固體界面)的軸力、剪應(yīng)力，同時(shí)利用新型測試裝置獲得桿體和錨固體上拔量，進(jìn)而研究抗浮錨桿力學(xué)傳遞機(jī)理和變形特性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所述非金屬抗浮錨桿多界面剪應(yīng)力聯(lián)合測試裝置的主體結(jié)構(gòu)包括錨桿桿體、鎖緊錨具、應(yīng)力擴(kuò)散托盤、第一穿心鋼墊板、荷重傳感器、第二穿心鋼墊板、穿心千斤頂、第三穿心鋼墊板、穿心反力梁、自制位移測試裝置、光纖光柵位移計(jì)、磁性表座、基準(zhǔn)梁、工字鋼支座梁、錨桿托架、桿體內(nèi)自補(bǔ)償微型FBG應(yīng)變傳感器串、錨固體內(nèi)自補(bǔ)償微型FBG應(yīng)變傳感器串、第二界面自補(bǔ)償微型FBG應(yīng)變傳感器串、商品砂漿、光纖光柵解調(diào)儀、扎絲、硬質(zhì)鋼絲和細(xì)石混凝土墊層；錨桿桿體為實(shí)心玻璃纖維增強(qiáng)聚合物錨桿；鎖緊錨具、應(yīng)力擴(kuò)散托盤與錨桿桿體的尺寸配套，鎖緊錨具嵌入式安裝在應(yīng)力擴(kuò)散托盤上，鎖緊錨具和應(yīng)力擴(kuò)散托盤均通過螺紋耦合的方式與錨桿桿體緊密連接用以提供反力；應(yīng)力擴(kuò)散托盤下方自上而下依次安裝有第一穿心鋼墊板、荷重傳感器、第二穿心鋼墊板、穿心千斤頂和第三穿心鋼墊板，荷重傳感器外接壓力顯示儀，實(shí)時(shí)顯示千斤頂所提供拉拔力大小；第三穿心鋼墊板安裝在穿心反力梁上，自制位移測試裝置由半圓鋼管和角鐵焊接而成，采用結(jié)構(gòu)膠對稱粘結(jié)在略高于錨固體表面的錨桿桿體上，自制位移測試裝置與錨固體表面垂直；錨桿桿體兩側(cè)對稱放置兩根工字鋼支座梁，工字鋼支座梁位于細(xì)石混凝土墊層上，兩根工字鋼支座梁的間距為25～30cm；穿心反力梁穿過錨桿桿體安放在工字鋼支座梁上，自制位移測試裝置和錨固體外露面上垂直安裝光纖光柵位移計(jì)，光纖光柵位移計(jì)的磁性表座上安裝在基準(zhǔn)梁上，錨桿托架由四個(gè)四分之一帶腳圓環(huán)鐵用螺母拼接而成，根據(jù)錨桿桿體的尺寸控制其孔徑大小并均勻安裝在錨桿桿體下部植入土體部分；桿體內(nèi)自補(bǔ)償微型FBG應(yīng)變傳感器串、錨固體內(nèi)自補(bǔ)償微型FBG應(yīng)變傳感器串和第二界面自補(bǔ)償微型FBG應(yīng)變傳感器串根據(jù)試驗(yàn)要求進(jìn)行制作，其中桿體內(nèi)自補(bǔ)償微型FBG應(yīng)變傳感器串植入待測試的錨桿桿體內(nèi)，桿體內(nèi)自補(bǔ)償微型FBG應(yīng)變傳感器串、錨固體內(nèi)自補(bǔ)償微型FBG應(yīng)變傳感器串和第二界面自補(bǔ)償微型FBG應(yīng)變傳感器串均采取上密下疏的原則布置，每一橫斷面的三個(gè)自補(bǔ)償微型FBG應(yīng)變傳感器在相同的深度；商品砂漿灌入預(yù)先鉆好的錨桿孔內(nèi)，其強(qiáng)度根據(jù)試驗(yàn)要求的強(qiáng)度等級確定；硬質(zhì)鋼絲采用扎絲固定在錨桿托架，錨固體內(nèi)自補(bǔ)償微型FBG應(yīng)變傳感器串、第二界面自補(bǔ)償微型FBG應(yīng)變傳感器串用扎絲牢固綁扎在硬質(zhì)鋼絲上；光纖光柵解調(diào)儀分別與光纖光柵位移計(jì)、桿體內(nèi)自補(bǔ)償微型FBG應(yīng)變傳感器串、錨固體內(nèi)自補(bǔ)償微型FBG應(yīng)變傳感器串和第二界面自補(bǔ)償微型FBG應(yīng)變傳感器串相連。