本發(fā)明屬邊坡模型實驗設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種錨索、錨固監(jiān)測實驗系統(tǒng)及實驗方法。

背景技術(shù)：

預(yù)應(yīng)力錨索在邊坡加固工程中有著廣泛應(yīng)用，通過對錨索施加預(yù)應(yīng)力的手段，可以有效防止邊坡失穩(wěn)垮塌現(xiàn)象的發(fā)生，尤其在我國西南山區(qū)的邊坡工程中發(fā)揮著重要作用，相應(yīng)的錨索錨固效果的實驗也在不斷展開，錨固實驗可以對邊坡加固效果進行模擬，為實際邊坡工程提供重要的理論支持與經(jīng)驗借鑒。

但目前的錨索模型實驗研究中，存在較多問題難以解決，如錨固實驗浪費嚴重，難以進行實驗材料的重復利用，實驗內(nèi)容單一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種錨索、錨固監(jiān)測系統(tǒng)，旨在提供一種可重復利用的實驗錨索和錨固參數(shù)調(diào)整方便、實驗內(nèi)容多樣的錨固監(jiān)測實驗系統(tǒng)的解決方案。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種錨索，包括錨索自由段；其特征在于還包括螺旋加壓裝置、錨固套筒、錨固齒、錨固齒轉(zhuǎn)軸和彈簧；所述螺旋加壓裝置位于錨索自由段的一端，內(nèi)置有壓力監(jiān)測儀；錨索自由段的另一端與錨固套筒內(nèi)的錨固齒轉(zhuǎn)軸相連，錨固套筒內(nèi)設(shè)有至少兩組錨固齒和至少兩個錨固齒轉(zhuǎn)軸，錨固齒轉(zhuǎn)軸之間通過連桿連接，錨固套筒上設(shè)有限位錨固齒上移并可使錨固齒下移的豁口；兩個錨固齒對稱的套裝在錨固齒轉(zhuǎn)軸上，能隨著錨固齒轉(zhuǎn)軸的上下移動而圍繞錨固齒轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，從而進出錨固套筒的豁口；所述彈簧位于錨固套筒內(nèi)底部的底面上。

作為優(yōu)選，所述錨固齒轉(zhuǎn)軸的兩端與錨固套筒滑動連接。

作為優(yōu)選，所述錨固套筒設(shè)有拉拔孔，用于阻止錨固齒轉(zhuǎn)軸上移的拉拔栓從拉拔孔橫穿錨固套筒。

作為優(yōu)選，所述彈簧上部設(shè)有彈簧墊板。

本發(fā)明的第二目的是提供一種錨固監(jiān)測系統(tǒng)包括錨索、錨索腰梁、橫向滑軌和縱向滑軌；所述各錨索與橫向滑軌滑動連接，橫向滑軌與縱向滑軌滑動連接；起固定巖土體作用的錨索腰梁與在橫向滑軌方向上的各錨索自由段相連，并位于螺旋加壓裝置之下；拉拔栓橫穿縱向滑軌方向上的各錨索段的錨固套筒。

作為優(yōu)選，所述錨固套筒底部設(shè)有錨固插槽，所述錨索通過錨固插槽嵌套于橫向滑軌溝槽中實現(xiàn)滑動連接。

本發(fā)明第三目的是提供一種錨固監(jiān)測實驗系統(tǒng)的實驗方法，包括如下步驟：

A.組裝錨固監(jiān)測實驗系統(tǒng)，將錨索自由段與錨固段連接，并下壓錨索自由段，使錨固齒縮入錨固套筒，將拉拔栓插入拉拔栓孔中，阻止錨固齒外伸；

B.將多組錨索按A步驟組裝后，將錨固套筒下的錨固插槽嵌入橫向滑軌溝槽，根據(jù)實驗需求調(diào)節(jié)好錨索橫向間距，之后將橫向滑軌與縱向滑軌連接，調(diào)整每排錨索的縱向間距，調(diào)整整個系統(tǒng)的傾斜角度，將整個系統(tǒng)埋入待測巖土體模型中；

C.抽出全部拉拔栓，使錨固齒由于彈簧彈力伸出錨固套筒，實現(xiàn)動力嵌套式錨固模擬；

D.通過旋轉(zhuǎn)螺旋加壓裝置，使錨索腰梁向下移動，直到緊貼巖土體表面，繼續(xù)螺旋加壓，待達到實驗要求預(yù)應(yīng)力后，停止螺旋加壓；進行坡頂加壓、坡腳開挖等相關(guān)實驗，實時監(jiān)測錨固力的變化，完成錨索模型實驗；

E.待一次實驗結(jié)束后，重新組裝實驗系統(tǒng)，調(diào)整錨索間距、方形與梅花形布設(shè)、錨索預(yù)應(yīng)力、整個系統(tǒng)的傾斜角度等變量后，重復上述操作進行正交實驗，獲得多組對比分析實驗結(jié)果。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：

本發(fā)明實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、錨固段加固方便、實驗材料可重復利用；采用動力嵌套式錨固模擬的手段，高效便捷，倒齒結(jié)構(gòu)可有效保證錨固效果；螺旋加壓的方式簡單高效，并可實現(xiàn)錨索預(yù)應(yīng)力的實時監(jiān)測；拉拔栓的設(shè)置為本發(fā)明系統(tǒng)的安裝和模擬實驗提供便利，實驗系統(tǒng)涉及內(nèi)容多樣，可進行錨索間距變化、方形與梅花形布設(shè)變化、錨索預(yù)應(yīng)力變化等變量的多組正交實驗，得到錨索加固的大量對比分析數(shù)據(jù)，便于更充分地進行錨固效果影響研究。

附圖說明

圖1是本發(fā)明錨索的實施例結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1去除拉板栓后的示意圖。

圖3是本發(fā)明錨固監(jiān)測實驗系統(tǒng)實施例結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明錨固監(jiān)測實驗系統(tǒng)實施例實驗過程示意圖。

圖5是圖4去除拉板栓后的示意圖。

圖中：1、螺旋加壓裝置；2、錨索自由段；3、錨固套筒；4、錨固齒；5、錨固齒轉(zhuǎn)軸；6、彈簧墊板；7、壓力彈簧；8、拉拔栓；9、拉拔栓孔；10、錨固插槽；11、錨索腰梁；12、縱向滑軌；13、橫向滑軌；14、連桿；15、豁口。

具體實施方式

為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1和圖2所示，一種錨索，包括錨索自由段2、螺旋加壓裝置1、錨固套筒3、錨固齒4、錨固齒轉(zhuǎn)軸5和彈簧7；所述螺旋加壓裝置1位于錨索自由段2的一端，內(nèi)置有壓力監(jiān)測儀，通過旋轉(zhuǎn)螺旋加壓裝置1對錨索進行加壓，壓力監(jiān)測儀用于實時監(jiān)測錨固力。錨索自由段2的另一端與錨固套筒3內(nèi)的錨固齒轉(zhuǎn)軸5相連，錨固套筒3為一面開口的長方體，錨固套筒3內(nèi)設(shè)有五組錨固齒4和五個錨固齒轉(zhuǎn)軸5，錨固齒轉(zhuǎn)軸5之間通過連桿14連接，錨固套筒3上設(shè)有限位錨固齒4上移并可使錨固齒4下移的豁口15，錨固齒4伸出錨固套筒3呈倒齒結(jié)構(gòu)；錨固齒轉(zhuǎn)軸5能在錨固套筒3上上下移動，一組錨固齒4含有兩個錨固齒4，錨固齒4對稱的套裝在錨固齒轉(zhuǎn)軸5上，能隨著錨固齒轉(zhuǎn)軸5的上下移動而圍繞錨固齒轉(zhuǎn)軸5轉(zhuǎn)動，從而進出錨固套筒3的豁口所述彈簧7位于錨固套筒3內(nèi)底部的底面上。

作為優(yōu)選，所述錨固齒轉(zhuǎn)軸5的兩端與錨固套筒3滑動連接，可利用錨固套筒3的滑軌長度、位置設(shè)置來進一步限制錨固齒4的上移但可使錨固齒4下移。

作為優(yōu)選，所述錨固套筒3設(shè)有兩個拉拔孔9，用于阻止錨固齒轉(zhuǎn)軸5上移的兩個拉拔栓8從拉拔孔橫穿錨固套筒3,錨索自由段2位于兩個拉拔栓8之間。拉拔栓8在錨固模擬前阻止錨固齒轉(zhuǎn)軸5上移，從而使錨固齒4成縮回在錨固套筒3內(nèi)的狀態(tài)。拔出拉拔栓8使錨固齒4由于彈簧7彈力伸出錨固套筒3，實現(xiàn)動力嵌套式錨固模擬。

作為優(yōu)選，所述彈簧7上部設(shè)有彈簧墊板6。此設(shè)置使彈簧7對錨固齒轉(zhuǎn)軸5作用力更加均勻。

如圖3所示，一種錨固監(jiān)測實驗系統(tǒng)，其特征在于：包括上述錨索、錨索腰梁11、橫向滑軌13和縱向滑軌12；所述各錨索與橫向滑軌13滑動連接，橫向滑軌13與縱向滑軌12滑動連接，錨索與橫向滑軌13的固定及橫向滑軌13與縱向滑軌12的固定可以在滑動連接位置找好后采用螺栓或綁絲連接。起固定巖土體作用的錨索腰梁11與在橫向滑軌13方向上的各錨索自由段2相連，并位于螺旋加壓裝置1之下，連接方式可以是各錨索自由段2上設(shè)有通孔，錨索腰梁11橫穿各錨索自由段2上的通孔；拉拔栓8橫穿縱向滑軌12方向上的各錨索段的錨固套筒3。此系統(tǒng)由錨索單元組成，通過各種形式的布設(shè)，間距的布局，能組成各種規(guī)格的方形與梅花形布設(shè)以適用于邊坡模型模擬實驗。

作為優(yōu)選，錨固監(jiān)測實驗系統(tǒng)中的錨固套筒3底部設(shè)有錨固插槽10，所述錨索通過錨固插槽10嵌套于橫向滑軌13溝槽中實現(xiàn)滑動連接，錨固插槽10可與橫向滑軌13溝槽設(shè)為緊配合或過度配合，既能保證錨固套筒3與橫向滑軌13的滑動連接，又能保證錨固套筒3與橫向滑軌13有一定的作用力保持相對位置不變。同理橫向滑軌13的底部也設(shè)有類似錨固插槽10的結(jié)構(gòu)與縱向滑軌12的溝槽呈現(xiàn)緊配合或過度配合，實現(xiàn)橫向滑軌13與縱向滑軌12的滑動連接和定位。

如圖4和圖5所示，對于一種錨固監(jiān)測實驗系統(tǒng)的實驗方法，包括如下步驟：

A.首先組裝錨固監(jiān)測實驗系統(tǒng)，將錨索自由段2與錨固段連接，并下壓錨索自由段2，使錨固齒4縮入錨固套筒3，將拉拔栓8插入拉拔栓孔9中，阻止錨固齒4外伸；

B.將多組錨索按A步驟組裝后，將錨固套筒3下的錨固插槽10嵌入橫向滑軌13溝槽，根據(jù)實驗需求調(diào)節(jié)好錨索橫向間距，之后將橫向滑軌13與縱向滑軌12連接，調(diào)整每排錨索的縱向間距，調(diào)控整個系統(tǒng)的傾斜角度，將整個系統(tǒng)埋入待測巖土體模型中；

C.抽出全部拉拔栓8，使錨固齒4由于彈簧7彈力伸出錨固套筒3，實現(xiàn)動力嵌套式錨固模擬；

D.通過旋轉(zhuǎn)螺旋加壓裝置1，使錨索腰梁11向下移動，直到緊貼巖土體表面，繼續(xù)螺旋加壓，待達到實驗要求預(yù)應(yīng)力后，停止螺旋加壓。進行坡頂加壓、坡腳開挖等相關(guān)實驗，實時監(jiān)測錨固力的變化，完成錨索模型實驗；

E.待一次實驗結(jié)束后，可挖出實驗系統(tǒng)，拆卸后再重新組裝實驗系統(tǒng)，調(diào)整錨索間距、方形與梅花形布設(shè)、錨索預(yù)應(yīng)力、整個系統(tǒng)的傾斜角度等變量后，重復上述操作進行正交實驗，獲得多組對比分析實驗結(jié)果。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：

本發(fā)明實施例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、錨固段加固方便、實驗材料可重復利用；采用動力嵌套式錨固模擬的手段，高效便捷，倒齒結(jié)構(gòu)可有效保證錨固效果；螺旋加壓的方式簡單高效，并可實現(xiàn)錨索預(yù)應(yīng)力的實時監(jiān)測；拉拔栓的設(shè)置為本發(fā)明系統(tǒng)的安裝和模擬實驗提供便利，實驗系統(tǒng)涉及內(nèi)容多樣，可進行錨索間距變化、方形與梅花形布設(shè)變化、錨索預(yù)應(yīng)力變化等變量的多組正交實驗，得到錨索加固的大量對比分析數(shù)據(jù)，便于更充分地進行錨固效果影響研究。