[發(fā)明專利]壓力分散型錨桿錨固機(jī)理可視化模型試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810309931.8
• 申請(qǐng)日: 2018-04-08
• 公開（公告）號(hào): CN108301447A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張思峰;高志民;王憲文;管昕昉;章傳濤;鄭海濱;齊輝;榮軍;劉希峰;高洪坤;劉景寶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東建筑大學(xué);泰安市公路局工程一處
• 主分類號(hào): E02D33/00
• 分類號(hào): E02D33/00;E02D5/74
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 苗峻;張平平

本發(fā)明涉及一種壓力分散型錨桿錨固機(jī)理可視化模型試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法，包括模型箱、加載裝置、標(biāo)準(zhǔn)砂、用于夯實(shí)標(biāo)準(zhǔn)砂的手動(dòng)夯擊器、壓力分散型錨桿以及設(shè)置于模型箱外的數(shù)碼相機(jī)；所述的模型箱為頂端開口的透明玻璃箱體，所述標(biāo)準(zhǔn)砂及壓力分散型錨桿置于模型箱內(nèi)且壓力分散型錨桿的桿體緊貼玻璃箱體的正面箱壁，壓力分散型錨桿的桿體頂端設(shè)置有百分表；本發(fā)明提供了一種壓力分散型錨桿錨固機(jī)理可視化模型試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，更加方便、直觀地通過可視化模型試驗(yàn)研究壓力分散型錨桿在外荷載作用下的桿體周圍土體變形及發(fā)展規(guī)律，以揭示壓力分散型錨桿的錨固機(jī)理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于巖土工程和地質(zhì)工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種模型試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法，具體涉及一種壓力分散型錨桿錨固機(jī)理可視化模型試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

錨固技術(shù)是解決諸如邊坡加固等巖土工程問題的最經(jīng)濟(jì)有效的方法之一。隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的拉力型錨桿由于其自身受力特點(diǎn)的限制已無法滿足各種地質(zhì)條件下的建筑物加固需求，因此開發(fā)與研究新型錨桿結(jié)構(gòu)顯得尤為重要，其中壓力分散型錨桿是新型錨桿結(jié)構(gòu)中最具代表性的一種。相對(duì)于傳統(tǒng)的拉力型錨桿，壓力分散型錨桿在土質(zhì)邊坡等巖土加固工程中的承載性能更加突出。

壓力分散型錨桿作為一種新型錨桿，目前對(duì)其傳力機(jī)制、工作特性及錨固機(jī)理的研究還處于起步階段，，對(duì)桿體受力過程中周圍土體的變形破壞規(guī)律缺乏深入研究，更缺乏對(duì)壓力分散型錨桿在不同承載體直徑、不同承載體間距及不同承載體數(shù)量等參數(shù)影響下的錨固機(jī)理試驗(yàn)研究成果。

綜上所述，目前在壓力分散錨桿錨固機(jī)理研究中還存在著諸多未知，而本發(fā)明提供了一種壓力分散型錨桿錨固機(jī)理可視化模型試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，可以更加方便、直觀地通過可視化模型試驗(yàn)研究壓力分散型錨桿在外荷載作用下的桿體周圍土體變形及發(fā)展規(guī)律，以揭示壓力分散型錨桿的錨固機(jī)理。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有的對(duì)于壓力分散型錨桿物理試驗(yàn)中存在的不可視化問題，本發(fā)明提供一種壓力分散型錨桿可視化模型試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：壓力分散型錨桿錨固機(jī)理可視化模型試驗(yàn)裝置，包括模型箱、加載裝置、標(biāo)準(zhǔn)砂、用于夯實(shí)標(biāo)準(zhǔn)砂的手動(dòng)夯擊器、壓力分散型錨桿以及設(shè)置于模型箱外的數(shù)碼相機(jī)；所述的模型箱為頂端開口的透明玻璃箱體，所述標(biāo)準(zhǔn)砂及壓力分散型錨桿置于模型箱內(nèi)且壓力分散型錨桿的桿體緊貼玻璃箱體的正面箱壁，壓力分散型錨桿的桿體頂端設(shè)置有百分表；所述的加載裝置包括加載裝置反力架、杠桿支架、加載杠桿、砝碼以及加載裝置連接線，杠桿支架下端連接加載裝置反力架，上端鉸接連接加載杠桿，加載杠桿一端掛有砝碼，另一端經(jīng)加載裝置連接線通過設(shè)置于壓力分散型錨桿上方的定滑輪接至壓力分散型錨桿的桿體上端的孔洞。

所述手動(dòng)夯擊器為重2.5kg的夯錘，用于模擬密砂環(huán)境時(shí)夯實(shí)標(biāo)準(zhǔn)砂。本發(fā)明中的夯錘可改變標(biāo)準(zhǔn)砂密實(shí)度，便于營(yíng)造試驗(yàn)中所需的不同密實(shí)度，操作簡(jiǎn)便并可重復(fù)使用。

數(shù)碼相機(jī)設(shè)置于模型箱的正視面，用于拍攝模型箱箱側(cè)標(biāo)準(zhǔn)砂的清晰圖像。

所述的壓力分散型錨桿是按照相似原理制成的半模錨桿。

本發(fā)明中的模型箱的箱側(cè)壁由四塊有機(jī)玻璃組裝而成，可從各個(gè)角度直接觀測(cè)箱內(nèi)試驗(yàn)現(xiàn)象。

優(yōu)選的，所述的模型箱頂端設(shè)有鐵架，鐵架上設(shè)有用于連接百分表的萬向型磁力表座，百分表的表頭壓在錨桿桿體的上端面。

優(yōu)選的，所述模型箱為頂端開口、底面和四個(gè)側(cè)面由五塊透明的有機(jī)玻璃拼接而成的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，且有機(jī)玻璃的連接處用防水膠進(jìn)行密封。

優(yōu)選的，所述的標(biāo)準(zhǔn)砂采用福建平潭標(biāo)準(zhǔn)砂，該標(biāo)準(zhǔn)砂質(zhì)量穩(wěn)定且可用于可視化試驗(yàn)中砂土顆粒的變形量測(cè)。

優(yōu)選的，所述的加載裝置連接線采用直徑2.5mm的包塑鋼絲繩。

優(yōu)選的，所述加載裝置反力架與杠桿支架的連接處設(shè)有一水平支撐桿，支撐桿末端、正對(duì)壓力分散型錨桿上方設(shè)置定滑輪。