專利名稱：用中心錨固承壓板測試巖石力學(xué)參數(shù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水利水電、城市建設(shè)、鐵路交通、國防建設(shè)等巖土工程的巖石力學(xué)參數(shù)現(xiàn)位測試方法。
背景技術(shù)：
承壓板法是廣泛應(yīng)用于水利水電、城市建設(shè)、鐵路交通、國防建設(shè)等巖土工程的巖石力學(xué)參數(shù)現(xiàn)位測試方法。承壓板法巖體變形試驗理論基礎(chǔ)是通過剛性或柔性承壓板施力于半無限空間巖體表面，測量巖體表面變形，并按均勻、連續(xù)、各向同性的半無限彈性體表面受局部載荷的Boussniesq公式計算巖體變形特性參數(shù)。傳統(tǒng)承壓板法，對承壓板施加反力時，需要在硐室中通過連接千斤頂?shù)膫髁⒅鶎r石頂板施壓，；如果在露天環(huán)境下進(jìn)行承壓板試驗，一般是對承壓板進(jìn)行堆載加壓。顯然，傳統(tǒng)的承壓板試驗方法存在著所需試驗場地大、試驗設(shè)備笨重、安裝不便、成本高和準(zhǔn)備周期長等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有承壓板測試巖石力學(xué)參數(shù)方法所需試驗場地大、試驗設(shè)備笨重、安裝不便、成本高和準(zhǔn)備周期長等缺點，本發(fā)明提供一種用中心錨固承壓板測試巖石力學(xué)參數(shù)的方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的方法步驟如下第一步將所需實驗地點的巖體表面鑿平，鑿平范圍應(yīng)大于承壓板面積；第二步在實驗點中心處垂直巖體表面鉆孔并在孔中安設(shè)錨桿，安設(shè)時留有一定長度的非錨固段，非錨固段長度大于等于承壓板直徑的2倍，此時，錨桿長度應(yīng)為非錨固段長度加上錨固段長度；所述的錨桿可以是機(jī)械錨固式、樹脂錨固式或水泥砂漿錨固式；第三步在鑿平的巖體表面用砂漿填平，并放置帶有中心孔的承壓板，中心孔直徑大于錨桿直徑。第四步在承壓板上放置中空千斤頂，錨桿外露部分穿過承壓板和中空千斤頂，要求錨桿、承壓板和中空千斤頂在同一軸線上，然后用螺帽固緊；第五步在承壓板前后兩側(cè)且在試驗影響范圍以外的巖面上對稱布置上固定支架，固定支架上安放一至二根橫梁作為位移量測的基準(zhǔn)梁；第六步在承壓板上按設(shè)計布置若干位移計，并固定在基準(zhǔn)梁上，用于量測承壓板與基準(zhǔn)梁的相對位移；第七步實驗開始，操作中空千斤頂，中空千斤頂在錨桿的約束下通過承壓板對巖體加壓，使得巖體產(chǎn)生變形，通過位移計讀出變形數(shù)據(jù)，根據(jù)變形數(shù)據(jù)按照現(xiàn)有計算方法即可計算出巖體變形特性參數(shù)。上述的錨桿亦可用錨索替代。本發(fā)明的工作原理為避免對錨桿對承壓板的應(yīng)力和位移的影響，本發(fā)明用的錨桿或錨索，設(shè)置了一定長度的非錨固段，通過數(shù)值模擬方法對不同的非錨固長度與普通承壓板法進(jìn)行比較分析表明，當(dāng)非錨固段大于等于承壓板直徑的兩倍時，錨固段產(chǎn)生的應(yīng)力、位移對承壓板的變形的影響很小，可以忽略，因此本發(fā)明的試驗方法與普通剛性承壓板法是等效的。本發(fā)明由于將錨桿或錨索直接設(shè)在試件中心，通過橫梁和中空千斤頂對承壓板加壓，在與普通剛性承壓板法等效的前提下，與原有方法相比，本發(fā)明所需試驗場地小、試驗設(shè)備簡單、安裝方便、安裝成本低。


圖I是本發(fā)明的主視示意圖。圖中1_承壓板；2-錨桿；3_中空千斤頂；4_基準(zhǔn)梁；5_位移計；6_非錨固段；7-錨固段；8_固定支架；9_螺帽。
具體實施例方式參照圖I進(jìn)一步說明本發(fā)明的方法步驟第一步在所需實驗地點的巖體表面鑿平，鑿平范圍應(yīng)大于承壓板面積；；第二步在實驗點中心處鉆孔并安設(shè)錨桿2，安設(shè)時留有一定長度的非錨固段6，非錨固段6長度大于等于承壓板直徑的2倍；此時，錨桿2長度應(yīng)為非錨固段6長度加上錨固段7長度；所述的錨桿可以是機(jī)械錨固式、樹脂錨固式或水泥砂漿錨固式等；第三步在鑿平的巖體表面用砂漿填平，并放置帶有中心孔承壓板1，中心孔直徑大于錨桿2直徑即可；第四步在承壓板I上放置中空千斤頂3，錨桿2外露部分穿過承壓板I和中空千斤頂3，要求錨桿2、承壓板I和中空千斤頂3在同一軸線上，然后用螺帽9固緊；第五步在承壓板I前后兩側(cè)且在試驗影響范圍以外的巖面上對稱布置上固定支架8，固定支架8上安放一至二根橫梁作為位移量測的基準(zhǔn)梁4 ；第六步在承壓板I上按設(shè)計布置若干位移計5，并固定在基準(zhǔn)梁4上，用于量測承壓板I與基準(zhǔn)梁4的相對位移。第七步實驗開始，操作中空千斤頂3，中空千斤頂3在錨桿2的約束下通過承壓板I對巖體加壓，使得巖體產(chǎn)生變形，通過位移計5讀出變形數(shù)據(jù)，根據(jù)變形數(shù)據(jù)按照現(xiàn)有計算方法即可計算出巖體變形特性參數(shù)。上述的錨桿2亦可用錨錨索替代。
權(quán)利要求
1.一種用中心錨固承壓板測試巖石力學(xué)參數(shù)的方法，其特征在于，步驟如下 第一步將所需實驗地點的巖體表面鑿平，鑿平范圍應(yīng)大于承壓板面積； 第二步在實驗點中心處垂直巖體表面鉆孔并在孔中安設(shè)錨桿，安設(shè)時留有一定長度的非錨固段，非錨固段長度大于等于承壓板直徑的2倍，此時，錨桿長度應(yīng)為非錨固段長度加上錨固段長度；所述的錨桿是機(jī)械錨固式、樹脂錨固式或水泥砂漿錨固式； 第三步在鑿平的巖體表面用砂漿填平，并放置帶有中心孔的承壓板，中心孔直徑大于錨桿直徑。
第四步在承壓板上放置中空千斤頂，錨桿外露部分穿過承壓板和中空千斤頂，要求錨桿、承壓板和中空千斤頂在同一軸線上，然后用螺帽固緊； 第五步在承壓板前后兩側(cè)且在試驗影響范圍以外的巖面上對稱布置上固定支架，固定支架上安放一至二根橫梁作為位移量測的基準(zhǔn)梁； 第六步在承壓板上按設(shè)計布置多個位移計，并固定在基準(zhǔn)梁上，用于量測承壓板與基準(zhǔn)梁的相對位移； 第七步實驗開始，操作中空千斤頂，中空千斤頂在錨桿的約束下通過承壓板對巖體加壓，使得巖體產(chǎn)生變形，通過位移計讀出變形數(shù)據(jù)，根據(jù)變形數(shù)據(jù)計算出巖體變形特性參數(shù)。
2.一種用中心錨固承壓板測試巖石力學(xué)參數(shù)的方法，其特征在于，步驟如下 第一步將所需實驗地點的巖體表面鑿平，鑿平范圍應(yīng)大于承壓板面積； 第二步在實驗點中心處垂直巖體表面鉆孔并在孔中安設(shè)錨索，安設(shè)時留有一定長度的非錨固段，非錨固段長度大于等于承壓板直徑的2倍，此時，錨索長度應(yīng)為非錨固段長度加上錨固段長度；所述的錨索是機(jī)械錨固式、樹脂錨固式或水泥砂漿錨固式； 第三步在鑿平的巖體表面用砂漿填平，并放置帶有中心孔的承壓板，中心孔直徑大于錨桿直徑； 第四步在承壓板上放置中空千斤頂，錨索外露部分穿過承壓板和中空千斤頂，要求錨索、承壓板和中空千斤頂在同一軸線上，然后用螺帽固緊； 第五步在承壓板前后兩側(cè)且在試驗影響范圍以外的巖面上對稱布置上固定支架，固定支架上安放一至二根橫梁作為位移量測的基準(zhǔn)梁； 第六步在承壓板上按設(shè)計布置多個位移計，并固定在基準(zhǔn)梁上，用于量測承壓板與基準(zhǔn)梁的相對位移； 第七步實驗開始，操作中空千斤頂，中空千斤頂在錨索的約束下通過承壓板對巖體加壓，使得巖體產(chǎn)生變形，通過位移計讀出變形數(shù)據(jù)，根據(jù)變形數(shù)據(jù)計算出巖體變形特性參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用中心錨固承壓板測試巖石力學(xué)參數(shù)的方法，與一般的承壓板所不同的是在承壓板中心位置的巖土中預(yù)先安設(shè)錨索或錨桿，試驗時采用中空千斤頂或預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備對承壓板施加試驗所需的壓力。研究表明，當(dāng)錨索或錨桿的非錨固段大于二倍的承壓板直徑時，錨固段的應(yīng)力對承壓板產(chǎn)生的力學(xué)效應(yīng)可以忽略不計，因此本發(fā)明與一般的承壓板試驗是等效的。本發(fā)明與一般承壓板法相比具有試驗系統(tǒng)緊湊、占用場地小、試驗設(shè)備簡單、安裝方便、成本低和施工工期短等優(yōu)點。
文檔編號G01N3/08GK102661898SQ20121015828
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月12日
發(fā)明者尤春安, 王韶輝, 邱龑, 麻壯志 申請人:山東科技大學(xué)