土遺址錨固室內(nèi)試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及文物保護(hù)中土遺址加固的錨固【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種土遺址錨固室內(nèi)試驗(yàn)系統(tǒng)。試驗(yàn)裝置主要由錨固系統(tǒng)、與錨固系統(tǒng)連接的加載裝置，以及與錨固系統(tǒng)和加載裝置連接的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和處理系統(tǒng)。該裝置可用于土遺址中錨桿應(yīng)力分布情況的系統(tǒng)研究，同時(shí)又考慮了錨桿長(zhǎng)度、錨桿直徑、桿體表面狀態(tài)以及灌漿體強(qiáng)度等因素對(duì)錨固力的影響的土遺址錨固系統(tǒng)，對(duì)于錨桿錨固理論在土遺址保護(hù)中的應(yīng)用研究具有重要的意義。該試驗(yàn)系統(tǒng)可用于文物保護(hù)工程中全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿及相應(yīng)錨固系統(tǒng)力學(xué)行為和工作機(jī)制的試驗(yàn)研究中。
【專(zhuān)利說(shuō)明】土遺址錨固室內(nèi)試驗(yàn)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及文物保護(hù)中土遺址加固的錨固【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種土遺址錨固室內(nèi)試驗(yàn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]錨固技術(shù)通常應(yīng)用于邊坡支護(hù)和巖土工程中，對(duì)高邊坡支護(hù)和巖體穩(wěn)定的安全施工起到了重要作用。近幾年，錨桿錨固技術(shù)也逐漸被應(yīng)用于文物保護(hù)工程土遺址保護(hù)方面。我國(guó)古代土遺址土體松散、強(qiáng)度低、孔隙率大，由于年代久遠(yuǎn)，大部分都產(chǎn)生嚴(yán)重的開(kāi)裂，最終導(dǎo)致坍塌破壞。錨桿錨固技術(shù)是加固土遺址的重要方法.可以有效地提高土遺址的穩(wěn)定性。土遺址錨桿錨固主要是指遺址本體在失去一定的粘聚力而局部失穩(wěn)，通過(guò)錨桿給失穩(wěn)本體新的連接力的技術(shù)措施.遺址本體可依賴(lài)錨桿連接提高本體的整體穩(wěn)定性。這種工藝技術(shù)方便、簡(jiǎn)介、隱蔽性好、強(qiáng)度提高較明顯，是遺址本體保護(hù)工程的重要技術(shù)措施之一。
[0003]目前，錨固技術(shù)在土遺址加固保護(hù)中得到廣泛應(yīng)用，取得了不少成果。但由于文物本身破壞的不同和工程技術(shù)條件復(fù)雜多變，而錨桿又深埋在土體中，給錨桿力學(xué)行為及錨固機(jī)理的研究帶來(lái)了很大困難。錨桿拉拔試驗(yàn)是該問(wèn)題研究中的主要試驗(yàn)方法，至今仍被廣泛采用。以往的的土遺址的錨桿試驗(yàn)大多集中在對(duì)錨桿錨固力的研究上，僅考慮錨固長(zhǎng)度和灌漿體強(qiáng)度對(duì)錨固力的影響。資料顯示，錨固力的大小與錨桿長(zhǎng)度、鉆孔直徑、錨桿直徑、灌漿體強(qiáng)度、桿體表面狀態(tài)和傾斜角度都有關(guān)系。因此開(kāi)發(fā)一種可用于土遺址中錨桿應(yīng)力分布情況的系統(tǒng)研究，同時(shí)又考慮了錨桿長(zhǎng)度、錨桿直徑、桿體表面狀態(tài)以及灌漿體強(qiáng)度等因素對(duì)錨固力的影響的土遺址錨固系統(tǒng)，對(duì)于錨桿錨固理論在土遺址保護(hù)中的應(yīng)用研究具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述存在問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿及相應(yīng)錨固系統(tǒng)力學(xué)行為和工作機(jī)制試驗(yàn)研究的土遺址錨固室內(nèi)試驗(yàn)系統(tǒng)。本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的。
[0005]本發(fā)明提供一種土遺址錨固室內(nèi)試驗(yàn)系統(tǒng)，包括錨固系統(tǒng)、與錨固系統(tǒng)連接的加載裝置以及與錨固系統(tǒng)和加載裝置連接的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明還可以通過(guò)以下技術(shù)方案進(jìn)一步改進(jìn)。
[0007]優(yōu)選的，所述錨固系統(tǒng)包括PVC管、夯土層、漿體和測(cè)試錨桿；所述PVC管中填充有夯土層，夯土層的中心注有漿體，夯土層和漿體之間通過(guò)錨固劑連接，漿體的中心設(shè)置有孔，孔中設(shè)置有測(cè)試錨桿。
[0008]優(yōu)選的，所述PVC管、夯土層、漿體和測(cè)試錨桿的中心線(xiàn)位于同一平面中。
[0009]優(yōu)選的，所述加載裝置包括設(shè)置于PVC管頂端的護(hù)層鋼板、油泵、與油泵連接的液壓油缸以及設(shè)置于測(cè)試錨桿端部的錨具。
[0010]優(yōu)選的，所述錨具為套筒式錨具。[0011]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)包括設(shè)置于液壓油缸與錨具之間的應(yīng)力傳感器、與應(yīng)力傳感器相連接的位移測(cè)量裝置、與應(yīng)力傳感器和位移測(cè)量裝置相連接的數(shù)顯儀、附著于測(cè)試錨桿上的應(yīng)變片、與應(yīng)變片相連接的應(yīng)變電阻導(dǎo)線(xiàn)、設(shè)置于護(hù)層鋼板與液壓油缸之間的導(dǎo)線(xiàn)導(dǎo)出支座、與應(yīng)變電阻導(dǎo)線(xiàn)相連接的數(shù)據(jù)采集儀以及與數(shù)據(jù)采集儀相連接的計(jì)算機(jī)。
[0012]優(yōu)選的，所述位移測(cè)量裝置包括位移支架、位移測(cè)量?jī)x、位移支座以及與應(yīng)力傳感器連接的磁性表座。
[0013]優(yōu)選的，所述PVC管、夯土層、漿體、測(cè)試錨桿、護(hù)層鋼板、液壓油缸以及錨具的中心線(xiàn)位于同一平面內(nèi)，且沿測(cè)試錨桿的軸線(xiàn)安裝。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
(I)在測(cè)試錨桿上附著應(yīng)變片，并將與應(yīng)變片相連接的應(yīng)變電阻導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)導(dǎo)出支座連接在數(shù)據(jù)采集儀上，成功的解決了應(yīng)變片的導(dǎo)線(xiàn)引出問(wèn)題。
[0015](2)測(cè)試錨桿拉拔過(guò)程中，液壓油缸對(duì)測(cè)試錨桿作用的錨固力及其所產(chǎn)生的位移通過(guò)應(yīng)力傳感器和位移測(cè)量裝置反映到數(shù)顯儀中讀數(shù)并記錄，同時(shí)應(yīng)變片將測(cè)試錨桿產(chǎn)生的應(yīng)變傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集儀中，并通過(guò)計(jì)算機(jī)的控制和分析軟件將錨桿拉拔過(guò)程中的荷載及應(yīng)變進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，通過(guò)數(shù)據(jù)處理能夠清楚地反映出整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中的荷載及應(yīng)變等力學(xué)性能的變化情況。
[0016](3)整個(gè)加載裝置都是套筒式的，能夠很直觀的測(cè)量不同直徑的錨桿的錨固性能，從而能反映出不同直徑的錨桿錨固的力學(xué)性能變化情況。
[0017](4)加載裝置中的端部錨具通過(guò)夾片將測(cè)試錨桿緊緊夾住，并通過(guò)位移測(cè)量裝置將錨桿拉拔過(guò)程中的端部位移清楚地反映出來(lái),有效地解決了試驗(yàn)過(guò)程中的端部位移問(wèn)題。
[0018](5)整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)通過(guò)油泵產(chǎn)生的液壓作用到液壓油缸上產(chǎn)生的拉張荷載作用在測(cè)試錨桿上，操作簡(jiǎn)便，且預(yù)應(yīng)力損失較小。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明一種實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中1.PVC管，2.夯土層，3.漿體，4.測(cè)試錨桿，5.護(hù)層鋼板，6.液壓油缸，7.錨具，8.應(yīng)力傳感器，9.應(yīng)變片，10.應(yīng)變電阻導(dǎo)線(xiàn)，11.導(dǎo)線(xiàn)導(dǎo)出支座12.磁性表座，13.位移支架，14.位移測(cè)量?jī)x，15.位移支座，16.數(shù)據(jù)采集儀，17.數(shù)顯儀，18.油泵，19.計(jì)算機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0023]實(shí)施例:
如圖1、圖2所示，本例土遺址錨固室內(nèi)試驗(yàn)系統(tǒng)包括錨固系統(tǒng)、加載裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和處理系統(tǒng)。
[0024]錨固系統(tǒng)包括用于制作試樣材料的圓柱狀PVC管1、夯土層2、漿體3和測(cè)試錨桿
4。所述加載裝置包括設(shè)置于PVC管I頂端的護(hù)層鋼板5、油泵18、與油泵18連接的液壓油缸6以及設(shè)置于測(cè)試錨桿4端部的錨具7，所述7錨具為套筒式錨具。所述數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)包括設(shè)置于液壓油缸6與錨具7之間的應(yīng)力傳感器8、與應(yīng)力傳感器8相連接的位移測(cè)量裝置、與應(yīng)力傳感器8和位移測(cè)量裝置相連接的數(shù)顯儀17、附著于測(cè)試錨桿4上的應(yīng)變片
9、與應(yīng)變片9相連接的應(yīng)變電阻導(dǎo)線(xiàn)10、設(shè)置于護(hù)層鋼板5與液壓油缸6之間的導(dǎo)線(xiàn)導(dǎo)出支座11、與應(yīng)變電阻導(dǎo)線(xiàn)10相連接的數(shù)據(jù)采集儀14以及與數(shù)據(jù)采集儀14相連接的計(jì)算機(jī)19。
[0025]在PVC管I中用夯土層2填充，在夯土層2的中心注入漿體3，夯土層2和漿體3之間用錨固劑連接，漿體3凝固后在PVC管I的中心打孔，將測(cè)試錨桿4插入孔中。其中，夯土層2采用土遺址的原狀土樣人工夯實(shí)；漿體3材料為按照一定配比的測(cè)試漿液；測(cè)試錨桿4可選擇不同直徑的白蠟桿、楠竹錨桿、楠竹加筋復(fù)合錨桿等土遺址加固用錨桿。在PVC管I的頂端加護(hù)層鋼板5，確保試件上部的夯土層2平整；在護(hù)層鋼板5上加導(dǎo)線(xiàn)導(dǎo)出支座11，使試件中與應(yīng)變片9連接的應(yīng)變電阻導(dǎo)線(xiàn)10引出與數(shù)據(jù)采集儀16相連接；再在導(dǎo)線(xiàn)導(dǎo)出支座11上加液壓油缸6，液壓油缸6的另一端與應(yīng)力傳感器8相連接，在應(yīng)力傳感器8的上端加套筒式錨具7，并用夾片將錨具7與測(cè)試錨桿4緊緊粘結(jié)在一起。PVC管1、夯土層
2、漿體3、測(cè)試錨桿4、護(hù)層鋼板5、液壓油缸6以及錨具7的中心線(xiàn)位于同一平面內(nèi)，且沿測(cè)試錨桿4的軸線(xiàn)安裝。應(yīng)力傳感器8置于液壓油缸6與端部錨具7之間，保持與液壓油缸6在同一中心線(xiàn)上，兩端與液壓油缸6和端部錨具7緊貼。位移測(cè)量裝置包括磁性表座12、位移支架13、位移測(cè)量?jī)x14和位移支座15，磁性表座12與應(yīng)力傳感器8緊貼，位移測(cè)量?jī)x14與位移支座15保持垂直，確保位移讀數(shù)的準(zhǔn)確。位移測(cè)量?jī)x14和應(yīng)力傳感器共同與數(shù)顯儀17連接，通過(guò)手動(dòng)操作油泵18使液壓油缸6對(duì)測(cè)試錨桿4施加拉拔力，通過(guò)應(yīng)力傳感器8和位移測(cè)量?jī)x14產(chǎn)生的拉拔力大小及其位移通過(guò)數(shù)顯儀17讀數(shù)并記錄。在測(cè)試錨桿
4的錨固端間隔一定距離粘貼應(yīng)變片9，將與應(yīng)變片9連接的應(yīng)變電阻導(dǎo)線(xiàn)10通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)導(dǎo)出支座11引出與數(shù)據(jù)采集儀16連接。數(shù)據(jù)采集儀16連接計(jì)算機(jī)19，通過(guò)計(jì)算機(jī)中的控制分析軟件控制并記錄拉拔力的大小，并對(duì)加載過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控測(cè)試錨桿4的應(yīng)力和應(yīng)變量。
[0026]以上所述之【具體實(shí)施方式】為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，并非以此限定本發(fā)明的具體實(shí)施范圍，本發(fā)明的范圍包括并不限于本【具體實(shí)施方式】，凡依照本發(fā)明之形狀、結(jié)構(gòu)所作的等效變化均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種土遺址錨固室內(nèi)試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:包括錨固系統(tǒng)、與錨固系統(tǒng)連接的加載裝置以及與錨固系統(tǒng)和加載裝置連接的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土遺址錨固室內(nèi)試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述錨固系統(tǒng)包括PVC管(I)、夯土層(2 )、漿體(3 )和測(cè)試錨桿(4 );所述PVC管(I)中填充有夯土層(2 )，夯土層(2)的中心注有漿體(3)，夯土層(2)和漿體(3)之間通過(guò)錨固劑連接，漿體(3)的中心設(shè)置有孔，孔中設(shè)置有測(cè)試錨桿(4 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的土遺址錨固室內(nèi)試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述PVC管(I)、夯土層(2)、漿體(3)和測(cè)試錨桿(4)的中心線(xiàn)位于同一平面中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的土遺址錨固室內(nèi)試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述加載裝置包括設(shè)置于PVC管(I)頂端的護(hù)層鋼板(5)、油泵(18)、與油泵(18)連接的液壓油缸(6)以及設(shè)置于測(cè)試錨桿(4)端部的錨具(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的土遺址錨固室內(nèi)試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述錨具(7)為套筒式錨具。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的土遺址錨固室內(nèi)試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)包括設(shè)置于液壓油缸(6)與錨具(7)之間的應(yīng)力傳感器(8)、與應(yīng)力傳感器(8)相連接的位移測(cè)量裝置、與應(yīng)力傳感器(8)和位移測(cè)量裝置相連接的數(shù)顯儀(17)、附著于測(cè)試錨桿(4)上的應(yīng)變片(9)、與應(yīng)變片(9)相連接的應(yīng)變電阻導(dǎo)線(xiàn)(10)、設(shè)置于護(hù)層鋼板(5)與液壓油缸(6)之間的導(dǎo)線(xiàn)導(dǎo)出支座(11)、與應(yīng)變電阻導(dǎo)線(xiàn)(10)相連接的數(shù)據(jù)采集儀(16)以及與數(shù)據(jù)采集儀(16)相連接的計(jì)算機(jī)(19)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的土遺址錨固室內(nèi)試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述位移測(cè)量裝置包括位移支架(13)、位移測(cè)量?jī)x(14)、位移支座(15)以及與應(yīng)力傳感器(8)連接的磁性表座(12)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-7任一項(xiàng)所述的土遺址錨固室內(nèi)試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述PVC管(I)、夯土層(2)、漿體(3)、測(cè)試錨桿(4)、護(hù)層鋼板(5)、液壓油缸(6)以及錨具(7)的中心線(xiàn)位于同一平面內(nèi)，且沿測(cè)試錨桿(4)的軸線(xiàn)安裝。
【文檔編號(hào)】G01N3/10GK103558088SQ201310541311
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】張景科, 諶文武, 和法國(guó), 陳鵬飛 申請(qǐng)人:蘭州大學(xué)