測試錨桿或錨索與混凝土粘結強度的試驗裝置及方法
【專利摘要】本發明涉及混凝土力學性能試驗【技術領域】，公開了一種測試錨桿或錨索與混凝土粘結強度的試驗裝置，其包括用于安裝錨桿或錨索的套筒和用于對所述錨桿或錨索進行軸向拉拔的拉拔裝置，所述套筒的底部中央設有定位孔，用于對所述錨桿或錨索的一端進行定位，通過在所述套筒內填裝滿混凝土將所述錨桿或錨索固定在所述套筒內且所述錨桿或錨索的另一端延伸出所述套筒，通過所述拉拔裝置連接在所述錨桿或錨索的伸出端進行拉拔試驗，本發明還涉及一種錨桿或錨索與混凝土粘結強度的實驗室測試方法。本發明的裝置結構簡單，試驗過程省時省力，試驗結果準確易得。
【專利說明】測試錨桿或錨索與混凝土粘結強度的試驗裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及混凝土力學性能試驗【技術領域】，特別是涉及一種測試錨桿或錨索與混凝土粘結強度的試驗裝置及方法。
【背景技術】
[0002]錨桿噴射混凝土聯合支護(簡稱錨噴支護)是目前地面與地下巖土工程中應用最為廣泛的圍巖支護技術之一，以其獨特的技術優越性和突出的經濟效益在礦山工程的井巷硐室、公路鐵路的隧道邊坡、水利水電的壩基高坡、土木工程的深基坑、國防工程的地下設施等領域均得到廣泛應用。在煤礦領域，錨噴支護常用于井筒、井底車場及主要開拓、準備巷道的永久支護。在煤礦井下巷道施工現場，混凝土噴射到已經打設錨桿的圍巖上，從開始的粘結初凝到最后的凝固硬化，混凝土噴層與錨桿的粘結作用至關重要，粘結強度過小或喪失，噴層就會與錨桿甚至圍巖剝離、開裂，無法發揮其封閉水氣、支承圍巖的作用，也無法達到與錨桿及其構件協調受力的作用。因此，準確測試錨桿和混凝土的粘結強度，對巷道錨噴支護設計十分重要。
[0003]目前，國內外煤礦普遍應用的錨桿與混凝土粘結強度測試方法是拔出法，通過拉拔預埋在混凝土試件中的鋼拉桿的方式來達到測試粘結強度的目的，多用于現場試驗。該方法雖然試驗原理簡單，但試驗環境復雜，特別是對于煤礦井下等對試驗裝置防爆級別要求很高的場合，在現場試驗會對井下造成潛在的危險，然而目前尚無在實驗室大規模應用。
【發明內容】
[0004](一 )要解決的技術問題
[0005]本發明要解決的技術問題是如何在實驗室方便、快捷地測試錨桿或錨索與混凝土粘結強度。
[0006]( 二)技術方案
[0007]為了解決上述技術問題，本發明提供一種測試錨桿或錨索與混凝土粘結強度的試驗裝置，其包括用于安裝錨桿或錨索的套筒和用于對所述錨桿或錨索進行軸向拉拔的拉拔裝置，所述套筒的底部中央設有定位孔，用于對所述錨桿或錨索的一端進行定位，通過在所述套筒內填裝滿混凝土將所述錨桿或錨索固定在所述套筒內且所述錨桿或錨索的另一端延伸出所述套筒，通過所述拉拔裝置連接在所述錨桿或錨索的伸出端進行拉拔試驗。
[0008]其中，該試驗裝置還包括用于套設在所述套筒的開口端的套盤，所述套盤的頂部中央設有與所述定位孔大小相同的通孔，用于對所述錨桿或錨索的伸出端進行定位。
[0009]其中，所述套筒的外壁設有外螺紋，所述套盤的內壁設有內螺紋，所述套筒和套盤螺紋連接。
[0010]其中，所述套盤的口徑大于所述套筒的口徑，所述套盤卡接在所述套筒上。
[0011]其中，所述拉拔裝置為錨桿拉拔計或錨索張拉計。
[0012]其中，所述錨桿拉拔計或錨索張拉計上設有壓力表。[0013]其中，所述錨桿拉拔計或錨索張拉計設有液壓千斤頂。
[0014]其中，所述錨桿拉拔計或錨索張拉計設有用于驅動所述液壓千斤頂的油泵。
[0015]本發明還提供一種利用如上述技術方案所述的測試錨桿或錨索與混凝土粘結強度的試驗裝置進行錨桿或錨索與混凝土粘結強度的實驗室測試方法，其包括如下步驟:
[0016]S1:試件制作與養護:先在套筒中間插上錨桿或錨索，所述錨桿或錨索的一端穿過套筒底部的定位孔，保持錨桿或錨索居中，然后往套筒里填滿預先拌制好的混凝土，并置于振動臺上振搗密實，然后將振搗完畢、混凝土初凝后的試件置于標養室內養護一段時間，待套筒內的混凝土完全凝固后，最終制成標準試件；
[0017]S2:安裝試件:將錨桿或錨索的伸出端與所述拉拔裝置的連接端連接，固定完畢后，準備讀取拉力；
[0018]S3:拉拔試件:利用所述拉拔裝置對所述錨桿或錨索連續均勻加力，同時觀察所述拉拔裝置上顯示的拉力示數的變化，直到試件被拔出；
[0019]S4:讀數:當拉力讀數不再變化、試件被完全拔出時，停止施力，最后記錄拉拔荷載，一次試驗完畢。
[0020](三)有益效果
[0021]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0022]本發明提供的一種測試錨桿或錨索與混凝土粘結強度的試驗裝置及方法，其中用于測試錨桿或錨索與混凝土粘結強度的試驗裝置，包括用于安裝錨桿或錨索的套筒和用于對所述錨桿或錨索進行軸向拉拔的拉拔裝置，通過在所述套筒內填裝滿混凝土將所述錨桿或錨索固定在所述套筒內，通過所述拉拔裝置連接在所述錨桿或錨索的伸出端進行拉拔試驗，該試驗裝置結構簡單，利用簡便裝置就能實現對混凝土與錨桿或錨索粘結強度的測試；另外用于測試錨桿或錨索與混凝土粘結強度的實驗室測試方法，從試件的制作到載荷的施加都能在實驗室輕松實現，而且試驗過程省時省力，試驗結果準確易得。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明一種測試錨桿或錨索混凝土粘結強度的試驗裝置的結構示意圖。
[0024]圖中:1:套筒；2:定位孔；3:混凝土 ；4:錨桿；5:套盤。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0026]在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于
附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0027]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0028]如圖1所示，為本發明提供的一種測試錨桿或錨索與混凝土粘結強度的試驗裝置，其包括用于安裝錨桿4或錨索的套筒I和用于對所述錨桿4或錨索進行軸向拉拔的拉拔裝置，所述套筒I的底部中央設有定位孔2，用于對所述錨桿4或錨索的一端進行定位，通過在所述套筒I內填裝滿混凝土 3將所述錨桿4或錨索固定在所述套筒I內且所述錨桿4或錨索的另一端延伸出所述套筒1，通過所述拉拔裝置連接在所述錨桿4或錨索的伸出端進行拉拔試驗，圖中所示的箭頭方向為拉拔方向。具體地，為模擬現場情況，所述錨桿4、錨索采用目前礦井下應用最普遍的材料制成，優選所述錨桿4的規格為:直徑為22mm、長度為350mm、屈服強度為335MPa、錨桿4的桿體為左旋無縱筋螺紋鋼、底部螺紋為M24 ;錨索的規格為:直徑為22mm、長度為350mm、破斷載荷為600kN、材質為1X19股鳥籠式鋼絞線。
[0029]該試驗裝置還包括用于套設在所述套筒I的開口端的套盤5，所述套盤5的頂部中央設有與所述定位孔2大小相同的通孔，用于對所述錨桿4或錨索的伸出端進行定位。所述套筒I為鋼制空心圓筒，優選內徑為55mm、外徑為60mm、壁厚為5mm、軸長為200mm,頂端敞口，底端的定位孔2直徑為25mm ;所述套盤5為鋼制短圓筒,優選內徑為60mm、外徑為65mm、厚度為5mm、軸長為30mm，盤面上的通孔直徑為25mm ;所述錨桿4或錨索一端插入套筒I底部的定位孔2中，另一端穿過所述套盤5的通孔，所述套盤5套至套筒I的頂部，可以保證在振動混凝土 3時鋪桿4或鋪索能夠在套筒I內居中。
[0030]為了所述套筒I和套盤5連接的可靠性，優選在所述套筒I的外壁設有外螺紋，所述套盤的內壁設有內螺紋，所述套筒I和套盤螺紋連接；通常所述套盤5的口徑大于所述套筒I的口徑，也可以將所述套盤5直接卡接在所述套筒I上，結構簡單。
[0031]所述拉拔裝置為錨桿拉拔計或錨索張拉計，所述錨桿拉拔計使用LDZ300-100型錨桿拉力計，最大拉拔力為300kN，行程為IOOmm ;所述錨索張拉計使用YCN300-180型錨索張拉計，最大拉拔力為300kN，行程為180mm。
[0032]為了方便讀取拉力數值F，所述錨索張拉計或錨桿拉拔計上設有壓力表，優選為YS-1型數顯式壓力表，其具有峰值保持、存儲和查詢功能。
[0033]所述錨桿拉拔計或錨索張拉計設有液壓千斤頂，優選為穿心式液壓千斤頂，所述錨桿拉拔計的千斤頂配有螺桿和壓蓋螺母，螺桿一端設有內螺紋，另一端設有外螺紋，螺桿穿過所述千斤頂，內螺紋一端連接錨桿螺紋伸出端，外螺紋一端連接壓蓋螺母，通過擰緊壓蓋螺母固定所述錨桿和所述千斤頂，供壓時千斤頂活塞前移，頂住所述套筒敞口，千斤頂油缸相對活塞后移，帶動壓蓋螺母拉著螺桿及錨桿向后運動，從而實現向外拉拔錨桿的過程；所述錨索張拉計的千斤頂內置能夠卡住所述錨索伸出端的錐形錨具，供壓時千斤頂活塞前移，推動圓錐形錨具的錐頭收縮鎖緊錨索，并頂住所述套筒敞口，千斤頂油缸相對活塞后移，帶動錨具卡著錨索向外運動，從而實現向外張拉錨索的過程。
[0034]所述錨桿拉拔計或錨索張拉計設有用于驅動所述液壓千斤頂的油泵，優選為手動油泵，通過手動壓、拉用于所述千斤頂的壓油與回油。
[0035]本發明還提供一種利用如上述技術方案所述的測試錨桿或錨索與混凝土粘結強度的試驗裝置進行錨桿或錨索與混凝土粘結強度的實驗室測試方法，其包括如下步驟:
[0036]S1:試件制作與養護:先在套筒I中間插上錨桿4或錨索，所述錨桿4或錨索的一端穿過套筒I底部的定位孔2，然后往套筒I里填滿預先拌制好的混凝土 3，然后在所述錨桿4或錨索的另一端套上套盤5，與所述套筒I固定連接，保持錨桿或錨索居中，并放在振動臺上振搗密實，接著將振搗完畢、混凝土 3初凝后的試件放在標養室內養護一段時間，優選28天，待套筒I內的混凝土 3完全凝固硬化后，最終制成標準試件；
[0037]S2:安裝試件:將錨桿4或錨索的伸出端插入相應的千斤頂的內槽，利用所述千斤頂配套的螺桿和壓蓋螺母將錨桿4固定，或利用千斤頂內置錨具將錨索錨固，固定完畢后，用高壓膠管連接油泵和千斤頂油缸，打開壓力表準備讀數；
[0038]S3:拉拔試件:打開油泵的閥門，調節所述閥門保持所述千斤頂連續均勻加力，力口力速度控制在20?40N/s，同時觀察所述壓力表示數變化，直到試件被拔出；
[0039]S4:讀數:當壓力表讀數不再變化、試件被完全拔出時，停止施力，最后記錄拉拔荷載，一次試驗完畢。
[0040]本發明結構簡單，能夠在實驗室方便、快捷地測試錨桿或錨索與混凝土 3的粘結強度，簡化了現場拉拔的實驗過程。
[0041]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種測試錨桿或錨索與混凝土粘結強度的試驗裝置，其特征在于，包括用于安裝錨桿或錨索的套筒和用于對所述錨桿或錨索進行軸向拉拔的拉拔裝置，所述套筒的底部中央設有定位孔，用于對所述錨桿或錨索的一端進行定位，通過在所述套筒內填裝滿混凝土將所述錨桿或錨索固定在所述套筒內且所述錨桿或錨索的另一端延伸出所述套筒，通過所述拉拔裝置連接在所述錨桿或錨索的伸出端進行拉拔試驗。
2.如權利要求1所述的測試錨桿或錨索與混凝土粘結強度的試驗裝置，其特征在于，還包括用于套設在所述套筒的開口端的套盤，所述套盤的頂部中央設有與所述定位孔大小相同的通孔，用于對所述錨桿或錨索的伸出端進行定位。
3.如權利要求2所述的測試錨桿或錨索與混凝土粘結強度的試驗裝置，其特征在于，所述套筒的外壁設有外螺紋，所述套盤的內壁設有內螺紋，所述套筒和套盤螺紋連接。
4.如權利要求2所述的測試錨桿或錨索與混凝土粘結強度的試驗裝置，其特征在于，所述套盤的口徑大于所述套筒的口徑，所述套盤卡接在所述套筒上。
5.如權利要求1所述的測試錨桿或錨索與混凝土粘結強度的試驗裝置，其特征在于，所述拉拔裝置為錨桿拉拔計或錨索張拉計。
6.如權利要求5所述的測試錨桿或錨索與混凝土粘結強度的試驗裝置，其特征在于，所述錨桿拉拔計或錨索張拉計上設有壓力表。
7.如權利要求6所述的測試錨桿或錨索與混凝土粘結強度的試驗裝置，其特征在于，所述錨桿拉拔計或錨索張拉計設有液壓千斤頂。
8.如權利要求7所述的測試錨桿或錨索與混凝土粘結強度的試驗裝置，其特征在于，所述錨桿拉拔計或錨索張拉計設有用于驅動所述液壓千斤頂的油泵。
9.一種利用如權利要求1所述的測試錨桿或錨索與混凝土粘結強度的試驗裝置進行錨桿或錨索與混凝土粘結強度的實驗室測試方法，其特征在于，包括如下步驟: S1:試件制作與養護:先在套筒中間插上錨桿或錨索，所述錨桿或錨索的一端穿過套筒底部的定位孔，保持錨桿或錨索居中，然后往套筒里填滿預先拌制好的混凝土，并置于振動臺上振搗密實，然后將振搗完畢、混凝土初凝后的試件置于標養室內養護一段時間，待套筒內的混凝土完全凝固后，最終制成標準試件； 52:安裝試件:將錨桿或錨索的伸出端與所述拉拔裝置的連接端連接，固定完畢后，準備讀取拉力； 53:拉拔試件:利用所述拉拔裝置對所述錨桿或錨索連續均勻加力，同時觀察所述拉拔裝置上顯示的拉力示數的變化，直到試件被拔出； 54:讀數:當拉力不再變化、試件被完全拔出時，停止施力，最后記錄拉拔荷載，一次試驗完畢。
【文檔編號】G01N19/04GK103969183SQ201410214882
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月20日 優先權日:2014年5月20日
【發明者】方樹林, 康紅普, 吳擁政, 吳志剛, 蔡嘉芳 申請人:天地科技股份有限公司