[发明专利]测量混凝土与围岩粘接强度的拉拔实验装置及其计算方法

说明书

本发明专利公开了测量混凝土与围岩粘接强度的拉拔实验装置及其计算方法，其结构包括顶盖，所述顶盖中心设置有贯通的螺杆孔，所述顶盖下部圆周设置有三片圆弧形内凸起；所述顶盖下方设置有三个圆弧形锚片，所述每个圆弧形锚片顶部均设置有一片圆弧形外凸起；所述三个圆弧形锚片的外侧设置有可将三个圆弧形锚片包裹在内的上粗下细的中空的圆柱形套筒，所述圆柱形套筒顶部固定有螺杆，所述顶盖顶部的螺杆上设置有螺母。本专利具有使用方便，安装操作简单，可有效保护工作人员免受高温伤害等优点。

技术领域

本发明涉及一种拉拔试验装置，尤其是一种结构简单可靠、组装方便、实用性强的测量混凝土与围岩粘接强度的拉拔实验装置及其计算方法。

背景技术

位于我国新疆喀什地区的齐热哈塔尔某水利工程，在引水隧洞开挖时发现严重的高地温现象，隧洞贯穿后岩壁温度最高可达120℃，其设计方案需要在喷射混凝土作为围岩支护，但是在高温环境下喷射混凝土与围岩的粘接强度很难得到保证，所以需要一种用于测量喷射混凝土与围岩粘接强度的拉拔实验装置，用于及时检测现场喷射混凝土与围岩的粘接强度，从而保证水利工程的安全运行。

目前用于检测喷射混凝土与围岩粘接强度的方法有三种，即预留试件拉拔法、现场钻芯拉拔法与喷大板室内劈裂法。根据水利规范《水利水电工程喷锚支护技术规范》(SL377-2007)所提供的喷射混凝土与围岩结合面的粘接强度检测方法，可以使用预留试件拉拔法和钻芯拉拔法。但是在存在高地温的引水隧洞中，按其设计要求混凝土拌合料中需掺入一定量的速凝剂，因此在喷混结束的很短时间内喷射混凝土就可以达到一定强度，预埋件的埋入存在很大难度，因此预留试件 拉拔法很难在这样的现场实施。通常使用的钻芯拉拔法一般是先在岩芯中央钻取一定深度的圆孔，利用环氧树脂固化剂植入钢筋进行固化，之后利用锚杆拉拔仪进行拉拔，但是，通常情况下固化需要较长一段时间，严重影响喷射混凝土与围岩粘接强度的测量进度，并且由于喷射混凝土温度很高，很难找到合适的固化剂。

通过查询现有相关喷射混凝土与围岩粘接强度测量实验装置与方法，现有的论文与专利对于存在高地温现象的隧洞应用起来具有一定的难度，因此需要一种实验装置可以适合测量具有高地温现象的喷射混凝土与围岩粘接强度的实验装置。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了测量混凝土与围岩粘接强度的拉拔实验装置及其计算方法，包括顶盖，所述顶盖中心设置有贯通的螺杆孔，所述顶盖下部圆周设置有三片圆弧形内凸起；

所述顶盖下方设置有三个圆弧形锚片，所述每个圆弧形锚片顶部均设置有一片圆弧形外凸起；

所述三个圆弧形锚片的外侧设置有可将三个圆弧形锚片包裹在内的上粗下细的中空的圆柱形套筒，所述圆柱形套筒顶部固定有螺杆，所述顶盖顶部的螺杆上设置有螺母；

所述顶盖与圆弧形锚片之间分别通过其上设置的圆弧形内凸起和圆弧形外凸起套接后旋转卡合连接。

本专利所述的测量混凝土与围岩粘接强度的拉拔实验装置及其 计算方法，使用时，遵循如下步骤：

1)对需要进行拉拔实验的的喷射混凝土进行钻芯，钻至岩石内部约20mm，形成带有喷射混凝土的圆柱形岩芯；

2)将带有螺杆的圆柱形套筒放入混凝土圆柱体芯样与外壁的缝隙之中，三个圆弧形锚片插入圆柱形套筒与混凝土圆柱芯样之间；

3)将顶盖中心的螺杆孔穿过螺杆，并将三个圆弧形内凸起与三个圆弧形锚片顶部的圆弧形外凸起套接后旋紧，将顶盖与圆柱形套筒也分别通过其上设置的圆弧形内凸起上方的凹槽和圆弧形内凸起套接后旋转卡合；

4)将螺母沿螺杆向下拧，挤压顶盖使顶盖对圆弧形锚片施加均匀向下的力，将混凝土圆柱芯抱紧；

5)使用市场上已有的锚杆拉拔仪与螺杆相连，进行拉拔实验，喷射混凝土与围岩发生断裂时，锚杆拉拔仪上显示的最大数值即为喷射混凝土断裂时的拉力值，从而推测喷射混凝土与围岩的粘结值。