一种抗剪切边坡锚固物理模型制造技术

本实用新型专利技术公开一种抗剪切边坡锚固物理模型，包括基岩体以及若干锚杆，基岩体中嵌入固定若干外套筒，锚杆包括锚杆自由段、锚杆固定段和内套筒，锚杆自由段与锚杆固定段通过圆环锁连接，锚杆固定段通过黏结剂和基岩材料固定在内套筒之中，内套筒与外套筒的内腔相适配，且内套筒可与外套筒可拆卸连接。该抗剪切边坡锚固物理模型的锚杆固定段与内套筒可以按照不同的锚杆类型、不同的锚杆植入深度通过黏结剂和基岩材料进行预先组装，形成预制锚固段，同时根据实验所需锚杆间距选择外套筒，并将同一组预制锚固段装配至已选外套筒之中，模拟将锚杆固定段植入基岩体之中，随后通过圆环锁将锚杆自由段与之连接，最后堆砌滑体开展试验。验。验。

【技术实现步骤摘要】
一种抗剪切边坡锚固物理模型


[0001]本技术涉及岩土工程与岩土试验
，尤其涉及一种抗剪切边坡锚固物理模型。

技术介绍

[0002]随着如开采矿石、水利水电、交通建设等工程的不断开拓前进，我国的基础建设得到了极大的发展，完成了众多大型工程项目，取得了举世瞩目的良好成绩。另一方面，工程活动也带来了一系列负面影响及问题，对边坡的稳定性带来巨大的负面影响也是其中之一，预防与整治边坡带来的影响也是防灾工程中不可或缺的一环。
[0003]边坡具有一定的角度和相对较大的高度，地质结构与环境条件较复杂。常见的边坡破坏类型有松弛张裂、蠕动变形、崩塌、滑坡、泥石流，此外尚有塌滑、错落、倾倒等过渡类型。其破坏对人们的生产活动带来了极大的危害，通过研究具体边坡才能彻底解决其影响。一般可以采用锚杆/锚索对边坡进行锚固，锚杆广泛运用于工程活动中，能对边坡、隧道、坝体进行加固。其作为深入地下受拉构件，分为锚固段与自由段，锚固段深入地下稳定的地层，用水泥浆体将预应力筋与土层粘结，能够将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大，增加锚固体的承压作用，将自由段的拉力传至土体深处。自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚固体的区域，其功能是对锚杆施加预应力。
[0004]研究边坡的方法大致可以分为力学计算、计算机数值模拟和物理模型试验，三种方法均有其优势，但与实际情况最接近的属物理模型试验，物理模型试验能够通过相似理论建模，控制边坡的几何条件、表面地质条件等数据，但其相比较其余两种方法在经济成本、时间和人力上处于下风。为了测试锚杆的实际性能，会在物理模型上布置锚杆阵列，通常情况下也会对不同型号的锚杆进行对比而进行多次试验，进行下一次试验时都要重新布置几乎整个模型，由于锚杆锚固段下部浇筑混凝土完全硬化要等待数日，给实验带来巨大的时间上的压力。
[0005]此外，锚杆间距对整个支护结构有着重要的影响，由前人的研究报告可知，群锚抗拔承载力的贡献主要是由两部分组成，一部分是锚周土体剪切产生的剪应力，另一部分是由锚片上部位移场影响范围内土体的重力，两者之和即为群锚抗拔承载力。群锚效应主要是因为群锚间距较近时，锚与锚之间会产生相互影响，形成位移叠加区，从而导致叠加区内土体重力同时由两个锚片共同承担，此外由于部分剪应力叠加产生的拱形效应使得叠加区内土体整体产生移动，内侧剪切带比外侧剪切带扩展范围小，从而丧失部分剪切强度。由此可得研究锚杆间距意义深远，想要测得最佳锚间距必然要由多次实验测得。所以在很多边坡锚固物理模型实验计划中需要监测不同锚间距对锚支护结构性能影响，然而在改变锚间距的同时不得不重新布置几乎整个物理模型，因此设计灵活化的边坡锚固物理模型至关重要。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于针对已有的技术现状，提供一种抗剪切边坡锚固物理模型，能够灵活化调整锚杆的型号、植入深度和间距，从而一次性进行多组试验，操作便捷，可比性强，误差小，而且制作耗时短，成本低。
[0007]为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0008]所述基岩体中嵌入固定若干外套筒，所述锚杆包括锚杆自由段、锚杆固定段和内套筒，锚杆自由段与锚杆固定段通过圆环锁连接，锚杆固定段通过黏结剂和基岩材料固定在内套筒之中，所述内套筒与外套筒的内腔相适配，且外套筒上设有第一可拆卸连接结构，内套筒上设有与第一可拆卸连接结构匹配的第二可拆卸连接结构，使内套筒可与外套筒可拆卸连接。
[0009]进一步的，所述外套筒内壁上设有内螺纹，所述内套筒外壁上设有与外套筒内壁上所设内螺纹匹配的外螺纹，使内套筒可旋入外套筒的内腔之中。
[0010]进一步的，所述外套筒在基岩体中呈矩形阵列分布，利于快速调整锚间距。
[0011]进一步的，所述黏结剂为树脂。
[0012]进一步的，所述圆环锁为相连接的至少两圆环或万向轴。
[0013]本技术的有益效果为：
[0014]该抗剪切边坡锚固物理模型的锚杆固定段与内套筒可以按照不同的锚杆类型、不同的锚杆植入深度通过黏结剂和基岩材料进行预先组装，形成预制锚固段，同时根据实验所需锚杆间距选择外套筒，并将同一组预制锚固段装配至已选外套筒之中，模拟将锚杆固定段植入基岩体之中，随后通过圆环锁将锚杆自由段与之连接，最后堆砌滑体开展试验。
[0015]本技术能够灵活化调整锚杆的型号、植入深度和间距，从而一次性进行多组试验，操作便捷，可比性强，误差小，而且制作耗时短，成本低。
附图说明
[0016]图1为本技术锚固物理模型的结构示意图；
[0017]图2为本技术外套筒在基岩体中的分布示意图。
[0018]标注说明：1、基岩体，2、外套筒，3、内套筒，4、黏结剂，5、锚杆固定段，6、圆环锁，7、锚杆自由段。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本技术作进一步说明。
[0020]请参阅图1
‑
2所示，一种抗剪切边坡锚固物理模型，包括基岩体1以及若干锚杆。
[0021]基岩体1中嵌入固定若干外套筒2。优选的是，外套筒2在基岩体1中呈矩形阵列分布，利于快速调整锚间距。如图2所示，本实施例中，外套筒2按照4
·
4呈矩形阵列分布。
[0022]锚杆包括锚杆自由段7、锚杆固定段5和内套筒3。其中：
[0023]锚杆自由段7与锚杆固定段5通过圆环锁6连接。圆环锁6为相连接的至少两圆环或万向轴。如图1所示，本实施例中，圆环锁6为相连的两圆环；
[0024]锚杆固定段5通过黏结剂4和基岩材料固定在内套筒3之中，形成预制锚固段。基岩材料在底部起支撑作用，黏结剂4在周围起固定作用。可选的是，黏结剂4为树脂；
[0025]内套筒3与外套筒2的内腔相适配，且外套筒2上设有第一可拆卸连接结构，内套筒3上设有与第一可拆卸连接结构匹配的第二可拆卸连接结构，使内套筒3可与外套筒2可拆卸连接。
[0026]作为其中一种实施方式，外套筒2内壁上设有内螺纹，内套筒3外壁上设有与外套筒2内壁上所设内螺纹匹配的外螺纹，使内套筒3可旋入外套筒2的内腔之中。
[0027]具体的，锚固物理模型的制作以及试验的过程如下：
[0028]S1、野外调查，确定边坡尺寸，按照边坡尺寸设计锚固物理模型，包括基岩尺寸，锚杆的型号、植入深度和间距，并相应准备外套筒2、锚杆(锚杆自由段7、锚杆固定段5和内套筒3)；
[0029]S2、配制基岩材料，根据设计参数制作基岩体1，并将外套筒2嵌入固定在基岩体1中；
[0030]S3、制作多组预制锚固段：
[0031]S3.1、在锚杆固定段5植入内套管的目标位置做上标记，根据锚杆固定段5的植入深度及安装位置，在锚杆固定段5上等间距布设卡具；
[0032]S3.2、将基岩材料导入模具中，分层捣实，直至步骤S3.1的标记处；
[0033]S3.3、将步骤S3.1处理后的锚杆固定段5放入步骤S3.2处理后的内套管中，再将黏结剂4导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗剪切边坡锚固物理模型，包括基岩体以及若干锚杆，其特征在于：所述基岩体中嵌入固定若干外套筒，所述锚杆包括锚杆自由段、锚杆固定段和内套筒，锚杆自由段与锚杆固定段通过圆环锁连接，锚杆固定段通过黏结剂和基岩材料固定在内套筒之中，所述内套筒与外套筒的内腔相适配，且外套筒上设有第一可拆卸连接结构，内套筒上设有与第一可拆卸连接结构匹配的第二可拆卸连接结构，使内套筒可与外套筒可拆卸连接。2.根据权利要求1所述的一种抗剪切边坡锚固物理模型，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：许汇源，黄维，艾东，寇磊，袁晶晶，马丽雯，肖春锦，周昌，
申请(专利权)人：湖北省鄂西地质勘察设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：