[發(fā)明專利]用于研究爆破振動對砂漿錨桿強度影響機制的裝置及方法

在審

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• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109520869A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 蔣楠;夏宇磬;周傳波;羅學東;孫金山;吳廷堯;朱斌;唐啟琛;張玉琦
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學（武漢）
• 主分類號: G01N3/313
• 分類號: G01N3/313;G01N3/02;G01N29/07;G01M7/02
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時代知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 孫妮

本發(fā)明公開了一種用于研究爆破振動對砂漿錨桿強度影響機制的裝置及方法，該裝置包含振動臺，振動臺上設置有實驗試塊固定槽，固定槽上設置有緊固裝置，振動臺的臺面上放置實驗框架，實驗框架內(nèi)側(cè)壁上設有一層海綿，振動臺上還有兩塊豎直設置的反力架，兩塊反力架位于實驗框架的兩側(cè)且相對平行設置，每塊反力架上固定安裝有彈簧，彈簧水平設置，一端固定在對應的反力架上，另一端抵接于實驗框架的外側(cè)壁上，彈簧處于壓縮狀態(tài)；實驗框架的上方設有拉拔儀，用于拉拔插設在實驗試塊中的錨桿，其中，實驗試塊在測試時安裝在實驗框架內(nèi)。利用本發(fā)明的能夠減少爆破應力波對隧道內(nèi)砂漿錨桿支護的損傷，同時對于隧道支護設計優(yōu)化提供理論支撐。

技術領域

本發(fā)明設計爆破工程領域，尤其涉及一種用于研究爆破對隧道砂漿錨桿強度影響機制的裝置及方法。

背景技術

隨著我國基礎設施建設的快速發(fā)展，公路、鐵路穿山越嶺四通八達。鉆爆法作為隧道施工常用開挖手段，有效率高、機動性強、使用性廣等特點，但同時，爆破產(chǎn)生的有害效應在工程建設中也時常發(fā)生，爆破產(chǎn)生的能量一部分用于隧道巖體的粉碎，另一部分也以應力波的形式傳遞給隧道圍巖以及隧道內(nèi)支護結(jié)構(gòu)，導致一定程度上初期支護結(jié)構(gòu)上的破壞，影響隧道后續(xù)的支護功能及使用時間，砂漿錨桿作為隧道支護最常用的一種手段，其受到爆破作用后結(jié)構(gòu)性能的變化應引起關注。

目前針對隧道內(nèi)砂漿錨桿支護強度影響研究較多的是錨桿錨固的作用機理及其拉拔荷載傳遞機理研究，對爆破作用下，隧道砂漿錨桿支護強度的劣化機制缺少研究，同時，針對應力波穿過砂漿錨桿時的傳播規(guī)律也鮮有研究。

基于此，針對爆破對隧道砂漿錨桿支護的影響研究，選取所研究的不同圍巖類型，不同砂漿配比以及不同直徑的錨桿，開展爆破作用對砂漿錨桿支護強度影響機制研究，揭示爆破作用下，應力波穿過砂漿錨桿時的傳播規(guī)律以及爆破振動對砂漿錨桿抗拔力劣化的影響機理。研究成果對于減少爆破應力波對隧道內(nèi)砂漿錨桿支護的損傷具有重大意義，同時對于隧道支護設計優(yōu)化具理論支撐作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決其技術問題，提供一種用于研究爆破對隧道砂漿錨桿強度影響機制的裝置及方法，其目的在于利用研究成果減少爆破應力波對隧道內(nèi)砂漿錨桿支護的損傷，同時對于隧道支護設計優(yōu)化提供理論支撐。

根據(jù)本發(fā)明的其中一方面，本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：構(gòu)造一種用于研究爆破對隧道砂漿錨桿強度影響機制的裝置，包含振動臺，振動臺設置有實驗試塊固定槽，固定槽上設置有實驗試塊緊固裝置，振動臺的臺面上放置有兩塊鋼板拼合成的上、下端均開口的實驗框架，實驗框架內(nèi)側(cè)壁上設有一層海綿，振動臺上還有兩塊豎直設置的反力架，兩塊反力架位于實驗框架的兩側(cè)且相對平行設置，每塊反力架上固定安裝有彈簧，彈簧水平設置，一端固定在對應的反力架上，另一端抵接于實驗框架的外側(cè)壁上，彈簧處于壓縮狀態(tài)，兩個彈簧分別抵接一個所述鋼板；測試時，實驗框架的上方具有拉拔儀，用于拉拔插設在實驗試塊中的錨桿，其中，實驗試塊在測試時安裝在所述實驗框架內(nèi)，實驗試塊為巖石制成，巖石的中間處被挖空填充為噴射混凝土，錨桿的下部的埋設在噴射混凝土中，埋深等于噴射混凝土的厚度。

進一步地，在本發(fā)明的用于研究爆破對隧道砂漿錨桿強度影響機制的裝置中，所述反力架為平面狀的鋼板。

進一步地，在本發(fā)明的用于研究爆破對隧道砂漿錨桿強度影響機制的裝置中，兩塊鋼板以及兩個彈簧軸對稱設置。

進一步地，在本發(fā)明的用于研究爆破對隧道砂漿錨桿強度影響機制的裝置中，所述拉拔儀可以在水平平面內(nèi)移動，以對準錨桿，并可以在豎直方向移動，以拉拔錨桿。

本發(fā)明為解決其技術問題，還提供了一種用于研究爆破對隧道砂漿錨桿強度影響機制的方法，包括以下步驟：

S1、試驗試塊的制作，試驗試塊包括不同性質(zhì)的圍巖、不同配比材料的砂漿以及不同直徑的錨桿；