[发明专利]一种测试锚固剂与岩石界面粘结力的方法

说明书

技术领域

本发明涉及地下、岩土等工程的锚杆支护技术领域，尤其是一种测试锚固剂与岩石 界面粘结力的方法。

背景技术

锚杆支护技术已经广泛地应用于地下、岩土工程领域，它实现了将被动支护转换 为主动支护，充分发挥围岩自身承载能力，把围岩从载荷体变为承载体，最大限度地保 持围岩的完整性和稳定性。

在锚杆支护当中，锚固端锚固性能将直接决定锚杆支护的锚固效果，特别是锚杆、 锚固剂和围岩之间的锚固效果。从现场观测来看，锚杆锚固端失效的主要形式有：锚杆 杆体被拉断、锚固剂失效、杆体和锚固剂粘结失效、锚固剂和围岩粘结失效。前三种失 效经过工艺改善和实验室试验研究可以得到改善，但对于锚固剂和围岩之间的粘结失效 机理，到目前为止还没有比较合理有效的实验室手段进行研究，主要限制于锚固剂和岩 体的合理粘结和实验试件的制备，特别是在深入研究周围环境(水、空气质量、温度等) 以及岩石物理特性(岩石抗拉强度、表面粗糙度等)对锚固剂与围岩界面粘结力的影响 时，没有合理的用于实验的岩石-锚固剂组合体。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种测试锚固剂与岩石界面粘结力的方法，以解决锚 固剂与岩石界面粘结力测试困难的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种测试锚固剂与岩石界面粘 结力的方法，包括以下步骤：

a)根据国际岩石力学实验标准制备圆柱体岩石试件；

b)根据圆柱体岩石试件规格和锚固剂的锚固参数，设计亚克力管环形模具和相配 套的剪切套筒；

c)利用设计的亚克力管环形模具制作岩石-锚固剂组合体；

d)将设计好的剪切套筒安装在岩石力学伺服试验机上，岩石力学伺服试验机通过 套筒对岩石-锚固剂组合体的锚固剂表面施加载荷，进行剪切实验；

e)主控计算机连接岩石力学伺服试验机进行数据采集，获得锚固剂与岩石之间粘结 力。

进一步的，所述亚克力管环形模具内径比圆柱体岩石试件外径稍大，并且亚克力管 环形模具内壁上部设有用于填充锚固剂的环形槽。

进一步的，首先将圆柱体岩石试件放入亚克力管环形模具，然后将人工搅拌好的锚 固剂填充至亚克力管环形模具内壁上部的环形槽中，压实并固化即可得到岩石-锚固剂 组合体。

进一步的，所述岩石-锚固剂组合体的圆柱形岩石试件部分高度为160mm、直径为 80mm，岩石-锚固剂组合体的锚固剂部分厚度为10mm、高度为25mm；所述剪切套筒的内 径为82mm、厚度为10mm、高度为140mm。

有益效果：本发明针对锚固剂与岩石界面粘结力测试困难的问题，设计了一种可进 行锚固剂与岩石界面粘结力测试的组合体，将锚固剂粘结在标准岩样表面，并设计了配 套剪切套筒，利用岩石力学伺服试验机对岩石-锚固剂组合体进行剪切，从而测得锚固 剂与岩石界面粘结力。在此基础上，可以深入研究周围环境(水、空气质量、温度等) 以及岩石物理特性(岩石抗拉强度、表面粗糙度等)对锚固剂与围岩界面粘结力的影响， 为工程领域锚杆支护技术中分析钻孔围岩条件影响锚固效果提供实验基础，为优化锚杆 支护设计提供参考。

附图说明

图1为本发明一种测试锚固剂与岩石界面粘结力的方法流程图

图2为亚克力管环形模具的结构示意图；

图3为剪切套筒的结构示意图；

图4为岩石-锚固剂组合体的结构示意图；

图5剪切实验的示意图。

其中，1-岩石力学伺服试验机；2-主控计算机；3-剪切套筒；4-圆柱体岩石试件； 5-锚固剂；6-亚克力管环形模具；7-环形槽。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

如图1所示，本发明的一种测试锚固剂与岩石界面粘结力的方法，包括以下步骤：

a)根据国际岩石力学实验标准制备圆柱体岩石试件，该圆柱体岩石试件的高度为 160mm、直径为80mm；