[实用新型]半体锚固结构应力与变形场同步测试系统

说明书

本实用新型公开了一种半体锚固结构应力与变形场同步测试系统，涉及锚固结构测试技术领域。其测试系统包括用于固定半体锚固结构的加载固定装置、对半体锚固结构进行监测的测试装置及对半体锚固结构进行拉拔测试的拉拔试验机。其中，加载固定装置还包括有用于制备半体锚固结构的内置挡板、划分锚固基体和锚固剂的临时用边界管，边界管为半圆柱状壳体。通过分别在加载固定装置的上部横梁一和下部横梁二中心处设置同轴限位管一和限位管二，保证了锚杆沿半体锚固结构轴向拉拔，防止由于偏心拉拔导致的锚杆倾斜、翘起等现象。本实用新型实现了锚固结构变形场与应力同步测试，提高了锚固机理研究数据获取的全面性。

技术领域

本实用新型涉及锚固结构测试技术领域，具体涉及一种半体锚固结构应力与变形场同步测试系统。

背景技术

锚固技术是一种有效的巷道围岩加固支护技术，在矿山、水利、隧道、岩土等工程中得到了广泛的应用。但是由于巷道围岩条件的复杂多变性，锚固作用机理尚未形成系统的理论体系，对巷道锚固支护设计的定量指导性不足，由锚固失效引发的顶板事故在国内多有发生。工程事故和室内试验表明，锚固结构体的破坏大都出现在锚固界面上，因此锚固界面是研究锚固机理的一个重点。现阶段，国内外学者对锚固界面应力分布进行了大量理论和试验分析，得到了很多有意义的研究成果，但对锚固界面附近围岩体变形特征研究则相对较少，主要原因为锚固结构体内部界面是不可视的。

针对锚固界面变形可视化观测难题，很多学者多采用切片制备半个锚固结构体的方法进行观测分析，但由于缺少专门的测试装置，研究成果较少，且主要集中在土层锚固体界面变形分析，如申请号为201610070116.1和201610071187.3的专利中，公开了一种土层锚固体可视化试验装置，其试验装置可对土层中锚固体界面应力传递机理及界面变形失效规律进行测试，但该试验装置锚杆拉拔过程中存在偏心拉拔、杆体倾斜的可能，影响试验结果的准确性，且该试验装置不适合进行高强度拉拔荷载下的岩石锚固结构测试。因此，有必要研制一种用于岩石锚固结构界面变形研究的测试系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种半体锚固结构应力与变形场同步测试系统，以实现锚固结构拉拔试验过程中围岩变形场与锚杆应力同步测试。

其技术解决方案包括：

一种半体锚固结构应力与变形场同步测试系统，其包括用于制备并固定所述半体锚固结构的加载固定装置、对所述半体锚固结构进行监测的测试装置及对所述半体锚固结构进行拉拔测试的拉拔试验机，所述加载固定装置包括固定筒体、前置挡板一、前置挡板二、内置挡板一、内置挡板二和底座，所述固定筒体是一个断面为半圆状的立式箱体，所述固定筒体的顶面和底面处的半圆弧两端均安装有横梁，分别为位于顶面的横梁一和位于底面的横梁二，所述横梁一和横梁二相互平行；所述前置挡板一、前置挡板二分别设置在所述固定筒体内的中上部区域和中下部区域，与所述前置挡板一、前置挡板二连接处的固定筒体的内壁各设置一卡槽，在所述卡槽中安装所述内置挡板一、内置挡板二，所述内置挡板一、内置挡板二上均设置有一半圆孔，所述半圆孔的孔径与半体锚固结构中的锚杆直接匹配；

所述加载固定装置还包括有限位管一、限位管二和用于划分所述半体锚固结构中锚固基体和锚固剂的边界管，所述限位管一、限位管二分别设置在所述横梁一和横梁二的中心处；所述边界管为半圆柱状壳体，所述壳体的两端卡接在所述内置挡板一和内置挡板二上；所述限位管一、限位管二的内壁上设置有若干圆珠，所述半体锚固结构中的锚杆与所述限位管一、限位管二中的圆珠直接接触；

当制备所述半体锚固结构时，在所述固定筒体、内置挡板一、内置挡板二和边界管之间形成的区域空间制备锚固基体；在所述内置挡板一、内置挡板二、锚固基体与锚杆之间形成的区域空间灌注锚固剂；