一种测试隧道锁脚锚管受力特性的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种测试隧道锁脚锚管受力特性的装置。填补了隧道锁脚锚管实际受力测试的空白。本实用新型专利技术的技术方案包括锁脚锚管本体，锁脚锚管本体的一端设置有锥头，其圆周上均匀设置有4个圆孔，每个圆孔的一侧粘设有应变片，应变片上连接有接线端子，接线端子上连接有导线，导线的另一端连接有应变测试仪，应变片粘设于锚管本体的外圆周面上，所述的导线通过圆孔穿设于锁脚锚管本体的管体内。本实用新型专利技术的优点：1、基于电测法及锁脚锚管物理特性，有针对性的提出了一种测力锁脚锚管的装置；2、按此测试装置既可以测得锁脚锚管应力、弯矩沿深度的分布特性，得到最优的锁脚锚管物理参数，而且有效的揭示锁脚锚管荷载传递机理及承载特性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测试隧道锁脚锚管受力特性的装置。
技术介绍
工程上常用的锁脚锚管规格为42×4mm的热轧无缝钢管，长度以穿透围岩松动圈而嵌入稳定围岩中为宜。锁脚锚管主要用于分部开挖法或台阶法开挖的Ⅳ、Ⅴ级围岩隧道中，隧道上台阶开挖支护完成后，基底软化和下台阶开挖会引起上台阶初期支护下沉或悬空。因此下台阶开挖前，沿隧道拱脚、墙脚处按一定角度打设1～3排锁脚锚管，并将其端头与钢架焊接牢固，使锁脚锚管与钢架成为一体，从而限制初期支护的下沉，以充分发挥支护结构的承载作用。尽管锁脚锚管在工程实践中得到较为广泛的应用，但有关锁脚锚管的理论研究尚不够系统和深入，对锁脚锚管的作用机理及力学特性认识不够全面，从而不能很好的指导工程实际，给隧道设计与施工带来一定的盲目性。锁脚锚管能有效的控制钢架发生过大变形，但有关描述其受力特点的资料很少，且大多数文献都是通过理论分析及数值模拟进行分析的，其结果与实际锁脚锚管受力存在一定的偏差。因此，对隧道中锁脚锚管受力特性测试进行专门的研究具有重要的理论和实践意义。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种测试隧道锁脚锚管受力特性的装置，填补了隧道锁脚锚管实际受力测试的空白。为解决现有技术存在的问题，本技术的技术方案是：一种测试隧道锁脚锚管受力特性的装置，其特征在于：包括锁脚锚管本体，所述的锁脚锚管本体的一端设置有锥头，所述的锁脚锚管本体的圆周上均匀设置有4个圆孔，每个圆孔的一侧粘设有应变片，所述的应变片上连接有接线端子，所述的接线端子上连接有导线，导线的另一端连接有应变测试仪。所述的应变片粘设于锚管本体的外圆周面上。所述的导线通过圆孔穿设于锁脚锚管本体的管体内。与现有技术相比，本技术的优点如下：1、本技术基于电测法及锁脚锚管物理特性，有针对性的提出了一种测力锁脚锚管的装置。2、按此测试装置既可以测得锁脚锚管应力、弯矩沿深度的分布特性，得到最优的锁脚锚管物理参数，而且有效的揭示锁脚锚管荷载传递机理及承载特性。附图说明图1本技术的结构示意图；图2本技术测试锁脚锚管受力特性装置示意图图3本技术测试断面结构示意图；图4本技术锁脚锚管尾部安装的锥头示意图；图5本技术测试断面应变片布置示意图；其中，1—锁脚锚管本体，2—圆孔，3—应变片，4—接线端子，5—导线，6—应变测试仪，7—锥头。具体实施方式下面结合附图对本设计做详细描述：参见图1：一种测试隧道锁脚锚管受力特性的装置，包括锁脚锚管本体1，所述的锁脚锚管本体1的一端设置有锥头7，所述的锁脚锚管本体1的圆周上均匀设置有4个圆孔2，每个圆孔2的一侧粘设有应变片3，所述的应变片3上连接有接线端子4，所述的接线端子4上连接有导线5，导线5的另一端连接有应变测试仪6，所述的应变片3粘设于锚管本体1的外圆周面上，所述的导线5通过圆孔2穿设于锁脚锚管本体1的管体内。在测量不同端面的应力和弯矩时，可选择不同的端面可按上述方法进行布设测点，如图2、图3所示。本技术制作的具体步骤为(参见图2-5)：(1)定位：锁脚锚管打磨前用划针沿锁脚锚管长度方向在上、下、左和右端位置划线；(2)钻孔：锁脚锚管截面圆周上下孔与左右孔应交错布置。对于上下孔，在管身一截面处用冲击钻在管壁上钻两个直径与导线直径相符的小孔，对于左右孔，为防止对该断面造成较大破坏，左右孔与上下孔相错1cm，用冲击钻在管壁上钻两个直径与导线直径相符的小孔；(3)打磨：首先用打磨机对待测点进行小面积抛光，然后用砂纸将锁脚锚管表面打磨光滑；(4)穿线：对于靠近锁脚锚管端口位置处的测点，通过细扎丝直接将导线牵引到锁脚锚管端头，对于远离锁脚锚管端口位置处的测点，利用细扎丝将导线从锁脚锚管另一端口穿出，然后将导线固定在钢丝上，将钢丝顺着锁脚锚管内壁从锁脚锚管底部牵引到锁脚锚管端头，最后将导线在锁脚锚管端头集中引出并编号为保证测量方便，导线外留长度为2.5m；(5)清洗：用脱脂棉球沾丙酮沿一个方向将贴片部位清洗干净，并将应变片粘贴面檫拭干净，擦洗完后至少间隔3～5分钟再进行贴片,以保证丙酮完全挥发；(6)贴片：在锁脚锚管截面圆周最上、最下、最左、最右位置对称粘贴四片电阻应变片，采用502胶将应变片与管壁紧密粘贴并用聚乙烯薄膜均匀滚压应变片以利排除多余的粘结剂和气泡。锁脚锚管应变测点设置在钻孔旁，沿锁脚锚管截面圆周最上、最下、最左和最右端位置对称粘贴四片电阻应变片；(7)焊接：接线端子采用302胶黏贴，且在应变片与端子之间的锁脚锚管圆周贴上一圈胶带纸。将应变片引出线焊接到接线端子的一端，然后将接线端子的另一端与导线焊接；(8)保护：在应变片和接线端子表面涂刷一定厚度的环氧树脂保护胶。导线的保护可利用锁脚锚管的几何特性，将导线从锁脚锚管孔壁中穿引到其内壁，完后孔口用环氧树脂封闭，以此达到保护导线的作用；(9)安装锥头：在安设锁脚锚管前在其尾部安装一个长6cm的锥头，以便使锁脚锚管能较好的插入预先钻好的孔位中；(10)连接应变测试仪：在导线端连接应变测试仪。锁脚锚管管身应力与弯矩的测试方法：对于锁脚锚管各截面轴向应力的测试，利用应变测试仪采用电阻应变片半桥单臂温度补偿接法测量其轴向应变，对于锁脚锚管各截面弯矩的测试，利用应变测试仪采用电阻应变片半桥双臂接法测量由弯矩引起的压缩或拉伸应变。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测试隧道锁脚锚管受力特性的装置，其特征在于：包括锁脚锚管本体(1)，所述的锁脚锚管本体(1)的一端设置有锥头(7)，所述的锁脚锚管本体(1)的圆周上均匀设置有4个圆孔(2)，每个圆孔(2)的一侧粘设有应变片(3)，所述的应变片(3)上连接有接线端子(4)，所述的接线端子(4)上连接有导线(5)，导线(5)的另一端连接有应变测试仪(6)。

【技术特征摘要】
1.一种测试隧道锁脚锚管受力特性的装置，其特征在于：包括锁脚锚管本
体(1)，所述的锁脚锚管本体(1)的一端设置有锥头(7)，所述的锁脚锚管本
体(1)的圆周上均匀设置有4个圆孔(2)，每个圆孔(2)的一侧粘设有应变
片(3)，所述的应变片(3)上连接有接线端子(4)，所述的接线端子(4)上
连接有导线(5)，导线...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建勋，罗彦斌，李栋，杨东辉，于海涛，刁鹏升，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61