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专利号: 2017109421048
申请人: 青岛理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种扩大头非金属抗浮锚杆快速拉拔试验装置,其特征在于主体结构包括非金属抗浮锚杆杆体、外套内全螺纹钢管、楔形内螺纹钢夹片、对开钢夹具、环箍、压力传感器垫、压力传感器、梁垫板、加载梁、梁凳、千斤顶、千斤顶垫板、自动位移采集计、非金属多孔杆身扩大头、杆身扩大头拧紧螺栓、喇叭型内螺纹杆端扩大头、成锚孔;非金属抗浮锚杆杆体为玻璃纤维增强聚合物全螺纹实心杆状结构,能增强锚杆杆体与锚固体之间的握裹力;外套内全螺纹钢管的内径根据非金属抗浮锚杆杆体直径确定,能与非金属抗浮锚杆杆体以螺纹耦合的方式相连,其长度根据锚杆抗拔极限承载力计算而得,并保证1.2倍的安全系数,保证提供足够的机械咬合力,其可提高非金属抗浮锚杆杆体在拉拔试验时的抗剪强度;对开钢夹具壁厚1.5cm,对开钢夹具与楔形内螺纹钢夹片协同作用以夹紧外套内全螺纹钢管;楔形内螺纹钢夹片的正面带有尺寸规则的齿肋;环箍内呈杯形,内径能够供锚杆自上而下穿过,上壁厚2cm,下壁厚4cm;环箍的下方安装压力传感器垫板,压力传感器垫板和梁垫板均由厚

3cm、边长30cm的方形钢板制成,压力传感器垫板、压力传感器和梁垫板的中心预留孔洞,以便非金属抗浮锚杆杆体自由穿过;压力传感器为振铉式测力装置,安装在压力传感器垫板和梁垫板之间,使用前按规定进行标定确保读数准确;梁垫板放置在加载梁的上方,加载梁跨度为1.5m,均用厚3cm钢板焊接成宽30cm、高60cm的箱形结构,加载梁内沿跨度方向设置一定数量纵向加劲肋,确保其结构稳定性,纵向加劲肋的数量根据实际需要确定;在跨中加载梁的上下翼缘预留联通孔洞,以便非金属抗浮锚杆杆体和外套内全螺纹钢管自由穿过,梁的下翼缘千斤顶加载位置焊接钢板加强;梁凳为型钢焊接而成的长方体敞口格构形结构,长40cm宽30cm高50cm,梁凳的侧面千斤顶的油管能够自由穿过,梁凳对称放置在非金属抗浮锚杆杆体两侧的千斤顶垫板上,梁凳与非金属抗浮锚杆杆体的净距不小于40cm;梁凳内部安装有千斤顶,拉拔时在与千斤顶配套的高压油泵上安装分油阀来实现同步顶升加载梁;千斤顶的顶部与加载梁相连,下部与千斤顶垫板相连,千斤顶垫板为边长50cm的正方形,由30cm厚钢板制成,千斤顶垫板对称放置在非金属抗浮锚杆两侧的砂垫层上,用于分散千斤顶对地面的应力,保证千斤顶竖向平稳顶升加载梁;成锚孔中的灌浆体附近安装四个自动位移采集计,用于测量成锚孔中灌浆体的位移,自动位移采集计固定安装在配套的定位支架上;非金属多孔杆身扩大头安装在非金属抗浮锚杆杆体的下部,其材质与非金属抗浮锚杆杆体相同,直径小于钻孔直径,厚度为1cm,非金属多孔杆身扩大头的中央与周边预留有孔洞,中央孔径大于非金属抗浮锚杆杆体的直径,周边孔洞直径大于砂浆骨料直径,非金属多孔杆身扩大头采用扎丝绑扎在非金属抗浮锚杆杆体上,可多重提高非金属抗浮锚杆杆体的抗拔承载力,非金属多孔杆身扩大头的底部配套安装杆身扩大头拧紧螺栓;杆身扩大头拧紧螺栓的材质与非金属抗浮锚杆杆体相同,壁厚2cm,与非金属抗浮锚杆杆体以螺纹耦合的方式相连,以提供足够的机械咬合力;喇叭型内螺纹杆端扩大头安装在非金属抗浮锚杆杆体的底部,其材质与非金属抗浮锚杆杆体相同,喇叭型内螺纹杆端扩大头周边预留孔洞,孔洞直径大于砂浆骨料粒径,以便于砂浆进入喇叭型内螺纹杆端扩大头下部,使得锚杆钻孔内全部被灌浆材料填充;成锚孔的孔径和孔深按设计要求确定,孔深应大于锚杆锚固长度0.5m。

2.根据权利要求1所述扩大头非金属抗浮锚杆快速拉拔试验装置,其特征在于采用该装置实现扩大头非金属抗浮锚杆快速拉拔试验的具体过程为:

(1)先将非金属多孔杆身扩大头沿非金属锚杆杆身用扎丝临时绑扎固定,再用多根扎丝固定其最终位置,然后在非金属多孔杆身扩大头的底部以耦合连接方式安装杆身扩大头拧紧螺栓,依照上述步骤安装其余非金属多孔杆身扩大头和杆身扩大头拧紧螺栓,最后在非金属抗浮锚杆杆体杆端以耦合方式安装喇叭型内螺纹杆端扩大头;

(2)下放扩大头非金属抗浮锚杆杆体,根据设计要求灌注相应标号水泥砂浆,养护28天;

(3)将千斤顶垫板底部混凝土进行找平,使其密实度和刚度满足试验要求,避免在加载过程中由于千斤顶的沉降影响试验结果,在平整位置依次放置千斤顶垫板、千斤顶和梁凳形成加载梁基座;

(4)将加载梁、梁垫板、压力传感器和压力传感器垫板及环箍依次穿过非金属抗浮锚杆杆体,并保证它们的圆孔中轴线与非金属抗浮锚杆杆体轴线共线;

(5)在非金属抗浮锚杆杆体杆顶以下5cm杆身上用活扳手旋拧安装外套内全螺纹钢管,并在安装位置缠绕适量生胶带;安装对开钢夹具并插入楔形内螺纹钢夹片,保证对开钢夹具夹紧外套内全螺纹钢管;

(6)连接压力传感器,并将高压油管、分油阀与千斤顶紧密连接,避免连接处漏油;安装自动位移采集计,开动高压油泵,调试整个试验装置,开始试验,记录荷载和上拔量,完成拉拔试验。