[發明專利]錨固巖體試樣以及巖體工程錨固機理試驗系統

有效

• 申請號: 201910648404.4
• 申請日: 2019-07-18
• 公開（公告）號: CN110530713B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 榮冠;全軍松;袁宏斗;沙松
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/24;G01N1/28
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 俞琳娟

1.一種巖體工程錨固機理試驗系統，其特征在于，包括：

巖體錨固試樣，包括：巖體，設有橫向切割縫，位于所述切割縫以上的部分為上部巖體，位于所述切割縫以下的部分為下部巖體；縱向貫穿孔，縱向貫穿所述上部巖體和所述下部巖體；錨桿，設置在所述縱向貫穿孔的正中間；砂漿層，形成在所述縱向貫穿孔中，并且將所述錨桿和所述巖體相固結；多組第一橫向安裝孔，用于所述砂漿層與所述錨桿的相對變形測量，設置在所述上部巖體和所述下部巖體的左右兩側；每組所述第一橫向安裝孔包括：從所述巖體延伸至所述砂漿層中的第一砂漿層內安裝孔，和從所述巖體延伸至所述錨桿中的第一錨桿內安裝孔；多組第二橫向安裝孔，用于所述砂漿層與所述巖體的相對變形測量，設置在所述上部巖體和所述下部巖體的左右兩側；每組所述第二橫向安裝孔包括：從所述巖體延伸至所述砂漿與所述巖體的交界處近旁的第二交界處安裝孔，和從所述巖體延伸至所述砂漿層中的第二砂漿層內安裝孔；多個第一U型變形引伸計，每個所述第一U型變形引伸計與一組第一橫向安裝孔相對應；并且，每個所述第一U型變形引伸計都具有：第一橫向短臂、第一橫向長臂、第一縱向連接臂、和第一應變傳感器，所述第一橫向短臂的內端通過所述第一砂漿層內安裝孔伸入并固定在所述砂漿層中，所述第一橫向長臂的內端通過所述第一錨桿內安裝孔伸入并固定在所述錨桿中，所述第一縱向連接臂連接所述第一橫向短臂的外端與所述第一橫向長臂的外端，所述第一應變傳感器安裝在所述第一縱向連接臂上；以及多個第二U型變形引伸計，具有：第二橫向短臂、第二橫向長臂、第二縱向連接臂、和第二應變傳感器，所述第二橫向短臂的內端通過所述第二交界處安裝孔伸入并固定在所述交界處的近旁，所述第二橫向長臂的內端通過所述第二砂漿層內安裝孔伸入并固定在所述砂漿層中，所述第二縱向連接臂連接所述第二橫向短臂的外端與所述第二橫向長臂的外端，所述第二應變傳感器安裝在所述第二縱向連接臂上；其中，所述多組第一橫向安裝孔和所述多組第二橫向安裝孔在所述巖體的橫向和縱向上均相交替布設；第一砂漿層內安裝孔和第二砂漿層內安裝孔均應伸入至所述砂漿層的1/2厚度處，所述第一錨桿內安裝孔應伸入至所述錨桿內部2~3mm厚度處，所述第二交界處安裝孔應伸入至距離所述交界處5~10mm處；并且所述第一橫向長臂和所述第一縱向連接臂的內端均為長2~5mm的圓錐體形狀，通過環氧樹脂將所述第一橫向短臂和所述第一橫向長臂的圓錐體狀內端分別與砂漿層和錨桿相固定，其它部位保持懸空狀態；

加載設備，對所述巖體錨固試樣施加力進行試驗；以及

數據采集處理裝置，與所述加載設備和所述巖體錨固試樣通信相連，采集試驗數據并進行相應處理；

其中，所述巖體錨固試樣包括：用于剪切試驗的巖體錨固試樣，和用于拉伸試驗的巖體錨固試樣，

在所述巖體錨固試樣為拉伸試驗所用試樣的情況下，所述切割縫作為拉伸縫，并且在所述巖體的左右兩側的中部均開設有用于拉伸試驗中安裝拉伸臂的橫向安裝槽，所述橫向安裝槽的長度與所述巖體相同；

所述加載設備包括執行剪切試驗的剪切加載裝置與執行拉伸試驗的拉伸加載裝置，所述剪切加載裝置包括：上剪切盒、下剪切盒、施力構件、球面座、力傳感器、以及位移傳感器，所述上剪切盒與所述下剪切盒內容納所述用于剪切試驗的巖體錨固試樣，所述施力構件朝向所述上剪切盒施加向下的壓力，所述球面座安裝在所述上剪切盒頂部、用于將壓力轉換成剪切力，所述力傳感器安裝在所述上剪切盒與所述球面座之間，所述位移傳感器與所述上剪切盒相連；所述拉伸加載裝置包括：兩個拉伸臂、力傳感器、位移傳感器，兩個所述拉伸臂伸入所述用于拉伸試驗的巖體錨固試樣的左右兩側的拉伸縫中、施加拉伸力，所述力傳感器用于測量拉伸力，所述位移傳感器用于測量兩個所述拉伸臂的相對位移。

2.根據權利要求1所述的巖體工程錨固機理試驗系統，其特征在于：

其中，在所述巖體錨固試樣為剪切試驗所用試樣的情況下，所述切割縫作為剪切縫，并且所述上部巖體和所述下部巖體的縱向中心線應相對偏離一定距離；所述縱向貫穿孔的中心為所述上部巖體減去偏離區域面積所剩下的區域的中心。

3.根據權利要求2所述的巖體工程錨固機理試驗系統，其特征在于：

其中，所述上部巖體相對所述下部巖體向一側錯動20~30mm。

4.根據權利要求1所述的巖體工程錨固機理試驗系統，其特征在于：

其中，所述第一縱向連接臂和所述第二縱向連接臂的長度相等，并且不超過所述第二橫向短臂長度的1/2。