[發(fā)明專利]鎖腳錨管支護(hù)下隧道拱腳地基荷載傳遞試驗(yàn)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911147077.0
• 申請(qǐng)日: 2019-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN110823697B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳麗俊;陳建勛;胡濤濤;羅彥斌;張光偉;謝遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 巴曉艷

1.一種鎖腳錨管支護(hù)下隧道拱腳地基荷載傳遞試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括：型鋼鋼架、鎖腳錨管、千斤頂、壓力傳感器、反力架、堆載箱；

所述型鋼鋼架和所述鎖腳錨管之間借助連接件進(jìn)行焊接連接；所述千斤頂設(shè)置在所述型鋼鋼架的頂部，所述壓力傳感器設(shè)置在所述型鋼鋼架的底部和隧道拱腳地基之間；所述反力架放置于地面上，所述堆載箱放置于所述反力架上；所述千斤頂?shù)纳喜宽斣谒龇戳芸拷i腳錨管一側(cè)的橫梁下緣的中心處；

采用所述試驗(yàn)裝置作為模擬試驗(yàn)平臺(tái)，模擬試驗(yàn)平臺(tái)搭建完成后，對(duì)千斤頂進(jìn)行加壓，在千斤頂伸長的過程中，利用反力架提供的反力，對(duì)型鋼鋼架進(jìn)行豎向加載；在型鋼鋼架產(chǎn)生豎向位移的過程中，型鋼鋼架和鎖腳錨管、隧道拱腳地基之間發(fā)生荷載傳遞，利用數(shù)據(jù)采集儀對(duì)型鋼鋼架底部和隧道拱腳地基之間的壓力傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)鎖腳錨管支護(hù)下型鋼鋼架基底的隧道拱腳地基荷載的測(cè)試；

沿型鋼鋼架豎向進(jìn)行逐級(jí)加載，對(duì)隧道拱腳地基荷載和隧道拱腳地基沉降分別進(jìn)行測(cè)試，分析豎向加載和隧道拱腳地基荷載、隧道拱腳地基沉降之間的關(guān)系。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鎖腳錨管支護(hù)下隧道拱腳地基荷載傳遞試驗(yàn)裝置，其特征在于，在所述型鋼鋼架的頂部焊接第一連接鋼板，所述第一連接鋼板用作放置所述千斤頂?shù)钠脚_(tái)；所述試驗(yàn)裝置還包括第二連接鋼板和第三連接鋼板，所述壓力傳感器設(shè)置在所述第二連接鋼板和所述第三連接鋼板之間，所述壓力傳感器的上緣與所述第二連接鋼板的下緣相連，所述壓力傳感器的下緣與所述第三連接鋼板的上緣相連，所述第三連接鋼板的下緣與所述隧道拱腳地基接觸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鎖腳錨管支護(hù)下隧道拱腳地基荷載傳遞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述型鋼鋼架和所述鎖腳錨管之間的連接件為L形連接件或環(huán)形連接件。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鎖腳錨管支護(hù)下隧道拱腳地基荷載傳遞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述反力架由工字鋼或H型鋼焊接而成，在所述反力架的上表面四條邊沿上分別焊接鋼肋，以防止堆載箱在反力架上發(fā)生側(cè)滑。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鎖腳錨管支護(hù)下隧道拱腳地基荷載傳遞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述堆載箱形狀為長方體或正方體；將堆載箱置于反力架時(shí)，靠近鎖腳錨管一側(cè)的堆載大于遠(yuǎn)離鎖腳錨管一側(cè)的堆載，以有利于反力架在千斤頂伸長過程中的穩(wěn)定性。

6.一種鎖腳錨管支護(hù)下隧道拱腳地基荷載傳遞的試驗(yàn)方法，采用權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述試驗(yàn)裝置作為模擬試驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述方法包括：

（1）在垂直邊坡或隧道洞壁上進(jìn)行鎖腳錨管的鉆孔作業(yè)，搭建鎖腳錨管支護(hù)下對(duì)隧道拱腳地基進(jìn)行加載的所述模擬試驗(yàn)平臺(tái)；

（2）模擬試驗(yàn)平臺(tái)搭建完成后，對(duì)千斤頂進(jìn)行加壓，在千斤頂伸長的過程中，利用反力架提供的反力，對(duì)型鋼鋼架進(jìn)行豎向加載；在型鋼鋼架產(chǎn)生豎向位移的過程中，型鋼鋼架和鎖腳錨管、隧道拱腳地基之間發(fā)生荷載傳遞，利用數(shù)據(jù)采集儀對(duì)型鋼鋼架底部和隧道拱腳地基之間的壓力傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)鎖腳錨管支護(hù)下型鋼鋼架基底的隧道拱腳地基荷載的測(cè)試；

（3）沿型鋼鋼架豎向進(jìn)行逐級(jí)加載，對(duì)隧道拱腳地基荷載和隧道拱腳地基沉降分別進(jìn)行測(cè)試，分析豎向加載和隧道拱腳地基荷載、隧道拱腳地基沉降之間的關(guān)系；

（4）改變鎖腳錨管支護(hù)參數(shù)，并考慮鎖腳錨管和型鋼鋼架的連接形式以及考慮鎖腳錨管是否注漿，按步驟（1）-（3）反復(fù)試驗(yàn)，進(jìn)行不同鎖腳錨管支護(hù)參數(shù)、不同加載條件下隧道拱腳地基荷載傳遞特性的評(píng)估，揭示鎖腳錨管支護(hù)下隧道拱腳地基荷載傳遞特性。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種鎖腳錨管支護(hù)下隧道拱腳地基荷載傳遞的試驗(yàn)方法，其特征在于，在步驟（1）中，采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)或潛孔鉆機(jī)在垂直邊坡或隧道洞壁上進(jìn)行鎖腳錨管的鉆孔作業(yè)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種鎖腳錨管支護(hù)下隧道拱腳地基荷載傳遞的試驗(yàn)方法，其特征在于，步驟（4）中，所述鎖腳錨管支護(hù)參數(shù)包括鎖腳錨管的長度、打設(shè)角度、直徑和數(shù)量。