[发明专利]一种大吨位玄武岩纤维锚索整体张拉试验系统及试验方法

说明书

本发明提供一种大吨位玄武岩纤维锚索整体张拉试验系统及试验方法，该系统包括：多根玄武岩纤维锚固筋，每一玄武岩纤维锚固筋包括玄武岩纤维筋束、钢绞线、第一钢套管和第二钢套管，玄武岩纤维筋束包括多根玄武岩纤维筋，玄武岩纤维筋内部粘合有光栅阵列温度、应力、振动传感光缆；振动台和设置于振动台上的反力架，玄武岩纤维锚固筋的第一钢套管位于反力架内、钢绞线穿过反力架一端连接穿心千斤顶，每一玄武岩纤维锚索的第二钢套管位于反力架外被锚固；以及数据采集模块，其连接各光栅阵列温度、应力、振动传感光缆。本发明的有益效果：能模拟库岸边坡温湿环境及地震荷载，测试不同环境下大吨位玄武岩纤维锚索的最大锚固力，还能用于蠕变测试。

技术领域

本发明涉及地质灾害防治技术领域，尤其涉及一种大吨位玄武岩纤维锚索整体张拉试验系统及试验方法。

背景技术

水库库区峡谷岸坡消落带加固目前常用钢制锚索进行锚固，但库区消落带往往受到干湿循环作用，传统的钢制锚索易锈蚀，且水位长时间循环变动情况下锚固结构的健康状况难以监测，这给库岸边坡带来一定的安全风险。现阶段，大量新型纤维增强复合材料锚杆(索)的出现为库岸边坡消落带加固提供了新的思路。其中，玄武岩纤维筋的抗拉强度大于1.1GPa，密度为钢筋的1/3～1/4，具有耐腐蚀性好，稳定性高和原材料成本低等优点，是一种绿色环保的轻质锚索制作材料，有望应用于库岸边坡岩体加固领域。

现阶段，既有研究多集中于玄武岩纤维筋与混凝土材料的界面力学特征方面，能实际应用于现场锚固的玄武岩纤维筋锚固结构仍处于研发阶段，中国地质调查局武汉地质调查中心率先研发了一种可应用于库岸边坡的大吨位玄武岩纤维锚固结构。为满足大吨位玄武岩纤维锚索锚固能力的测试需求，有必要设计一种能满足实验室测试需求的大吨位玄武岩纤维锚索整体张拉试验系统和张拉方法。

发明内容

有鉴于此，为了满足大吨位玄武岩纤维锚索锚固能力的测试需求，本发明提供一种大吨位玄武岩纤维锚索整体张拉试验系统，包括：

多根玄武岩纤维锚固筋，每一所述玄武岩纤维锚固筋包括玄武岩纤维筋束、钢绞线、两端分别粘接所述玄武岩纤维筋束一端和所述钢绞线的第一钢套管、以及与所述玄武岩纤维筋束另一端粘接的第二钢套管，其中所述玄武岩纤维筋束与所述钢绞线在所述第一钢套管内对中，所述玄武岩纤维筋束包括捆绑组合的多根玄武岩纤维筋，每一所述玄武岩纤维筋内部粘合有光栅阵列温度传感光缆、光栅阵列应力传感光缆、及光栅阵列振动传感光缆；

振动台和设置于所述振动台上的反力架，所述反力架为封闭结构，各所述玄武岩纤维锚固筋均穿过所述反力架，其中每一玄武岩纤维锚固筋的第一钢套管位于所述反力架内、钢绞线穿过所述反力架一端及所述穿心千斤顶，每一玄武岩纤维锚固筋的第二钢套管位于所述反力架外被锚固；

以及数据采集模块，其分别连接各所述光栅阵列温度传感光缆、各所述光栅阵列应力传感光缆、及各所述光栅阵列振动传感光缆，从而采集每一所述玄武岩纤维筋的温度、应力以及振动数据。

进一步地，还包括对所述反力架内部加热和散热的高低温交变变温器，所述反力架内还设有多个温度传感器，所有温度传感器连接所述数据采集模块。

进一步地，还包括与所述反力架连通的增湿除湿一体机，所述反力架内还设有多个湿度传感器，所有湿度传感器连接所述数据采集模块。

进一步地，所述反力架靠近所述第一钢套管一端外侧依次设有第一垫板、压力传感器、第二垫板、第一锚环、限位板和第二锚环，所述穿心千斤顶设置于所述限位板和所述第二锚环之间，所述钢绞线分别穿过第一垫板、压力传感器、第二垫板、第一锚环、限位板、所述穿心千斤顶和第二锚环，所述压力传感器及所述穿心千斤顶的油泵连接所述数据采集模块。

进一步地，所述第一锚环和所述第二锚环上均设有多个锚孔，每一所述钢绞线穿过一所述锚孔且所述锚孔内环绕所述钢绞线设有两锥形的夹片，两所述夹片夹紧所述钢绞线。