[實用新型]一種考慮凍融循環(huán)的錨桿剪切蠕變試驗儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921387178.0
• 申請日: 2019-08-26
• 公開（公告）號: CN211347749U
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設計）人: 倪衛(wèi)達;單治鋼;谷金操;王敬勇;曹強
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/02
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 韓小燕

本實用新型公開了一種考慮凍融循環(huán)的錨桿剪切蠕變試驗儀，克服現(xiàn)有技術中的錨桿剪切蠕變試驗裝置，不能夠模擬土體融凍循環(huán)現(xiàn)象對錨桿剪切蠕變的影響，導致試驗結果和真實現(xiàn)場情況偏差較大的不足之處。它包括豎直設置的圓柱筒體、空心千斤頂、固定墊板和凍融裝置，所述空心千斤頂設置在圓柱筒體的頂部，空心千斤頂?shù)捻敳吭O置固定墊板，所述圓柱筒體的側(cè)壁內(nèi)設有內(nèi)循環(huán)管路，所述內(nèi)循環(huán)管路連接凍融裝置，圓柱筒體的內(nèi)壁設有溫度傳感器。

技術領域

本實用新型涉及巖土試驗技術領域，尤其涉及一種主要用于測試處于凍融循環(huán)環(huán)境中錨桿力學性能退化的試驗儀器。

背景技術

凍融循環(huán)是一種強烈的自然風化作用，常見于高寒區(qū)、冰川區(qū)、高山區(qū)和凍土區(qū)，對巖土結構的力學性能具有明顯的弱化作用。大量工程實踐表明，處在凍融循環(huán)環(huán)境中的錨固系統(tǒng)，尤其是預應力錨桿，在工程運營一段時間后，均有一定程度的應力松弛和蠕變變形。錨固系統(tǒng)通常由錨桿、錨固砂漿和錨固土體構成，由于錨桿本身的力學性能遠優(yōu)于錨固砂漿和錨固土體，因此錨固系統(tǒng)的蠕變變形主要是由錨固砂漿和錨固土體的蠕變變形共同組成。然而凍融循環(huán)對土體和砂漿的力學性能均有較大的弱化作用：1.凍融作用下，土體內(nèi)細小土顆粒會在微裂隙水膜楔開壓力下發(fā)生破壞，宏觀上表現(xiàn)為土體力學性能隨凍融循環(huán)的增加而逐漸降低；2.凍融作用下，砂漿內(nèi)部孔隙會在孔隙水的凍脹作用下發(fā)生破壞，逐步形成貫通性裂縫，從而影響砂漿整體力學性能。

目前已有不少學者對錨固系統(tǒng)力學性能退化的理論機制開展了大量研究，主要集中在錨固系統(tǒng)現(xiàn)場應力應變監(jiān)測研究和錨固系統(tǒng)蠕變模型理論研究等方面，但尚未有可在凍融循環(huán)環(huán)境下開展錨桿力學特性測試的試驗裝置公開。

實用新型內(nèi)容

本實用新型是為了克服現(xiàn)有技術中的錨桿剪切蠕變試驗裝置，不能夠模擬土體融凍循環(huán)現(xiàn)象對錨桿剪切蠕變的影響，導致試驗結果和真實現(xiàn)場情況偏差較大的不足之處，提供能夠在實驗室環(huán)境中模擬凍融循環(huán)對錨桿剪切蠕變影響的一種考慮凍融循環(huán)的錨桿剪切蠕變試驗儀。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

本實用新型的一種考慮凍融循環(huán)的錨桿剪切蠕變試驗儀，包括豎直設置的圓柱筒體、空心千斤頂、固定墊板和凍融裝置，所述空心千斤頂設置在圓柱筒體的頂部，空心千斤頂?shù)捻敳吭O置固定墊板，所述圓柱筒體的側(cè)壁內(nèi)設有內(nèi)循環(huán)管路，所述內(nèi)循環(huán)管路連接凍融裝置，圓柱筒體的內(nèi)壁設有溫度傳感器。

本方案的試驗儀在錨桿剪切蠕變試驗過程中，待測錨桿設置在圓柱筒體內(nèi)，圓柱筒體內(nèi)可以填充錨固土體，并通過錨固砂漿固定，構成錨固系統(tǒng)。空心千斤頂拉伸待測錨桿的一端，對待測錨桿施加剪切應力進行錨桿剪切蠕變實驗。圓柱筒體內(nèi)設置的內(nèi)循環(huán)管路，可以通過凍融裝置對圓柱筒體內(nèi)的錨固土體進行凍結和融化的循環(huán)操作，從而能夠兼顧試驗凍融循環(huán)作用對錨固系統(tǒng)的剪切蠕變變形的影響。

作為優(yōu)選，所述圓柱筒體頂部設有千斤頂墊板，空心千斤頂設置在千斤頂墊板頂面，千斤頂墊板中心設有頂部通孔，圓柱筒體的底部設有底部通孔，空心千斤頂設有內(nèi)部通孔，所述頂部通孔、底部通孔和內(nèi)部通孔均可容納待測錨桿通過且位于圓柱筒體的中軸線上，固定墊板頂部設有固定待測錨桿的錨頭螺母。

作為優(yōu)選，所述固定墊板為十字形板狀構件并設有四個伸出的翼板，千斤頂墊板頂面設有位移傳感器，所述位移傳感器位于固定墊板的翼板的正下方。

固定墊板用于固定待測錨桿的頂端，空心千斤頂通過固定墊板拉伸待測錨桿頂端，對其施加剪切應力。固定墊板十字型結構的四個方向伸出的翼板可作為蠕變變形監(jiān)測的基準面，通過位移傳感器監(jiān)測固定墊板到千斤頂墊板之間距離數(shù)據(jù)變化來測量剪切蠕變變形。

作為優(yōu)選，所述內(nèi)循環(huán)管路包括若干豎直循環(huán)管和環(huán)形循環(huán)管，所述豎直循環(huán)管環(huán)繞圓柱筒體等距設置，豎直循環(huán)管平行所述圓柱筒體的軸向延伸，圓柱筒體的頂部和底部各設有一環(huán)形循環(huán)管，豎直循環(huán)管的兩端分別通過兩端的環(huán)形循環(huán)管連通。