(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210572565.1 (22)申请日 2022.05.25 (71)申请人 东北大学 地址 110819 辽宁省沈阳市和平区文化路3 号巷11号 (72)发明人 徐帅　张豪　杨正明　田军　蔡明　 郭玟志　汪昕　李章超　程海　 (74)专利代理 机构 沈阳东大知识产权代理有限 公司 21109 专利代理师 李珉 (51)Int.Cl. G01N 3/12(2006.01) G01N 3/24(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01N 3/04(2006.01) (54)发明名称 一种锚杆静力拉剪综合力学性能测试装置 及测试方法 (57)摘要 一种锚杆静力拉剪综合力学性能测试装置 及测试方法， 属于锚杆性能测试装置技术领域， 包括拉拔框架总成、 剪切框架总成、 试件框架总 成； 所述剪切框架总成底部埋设于加固地基内 部， 在局部轨道下降时承载拉拔框架总成， 加固 地基上设置有升降轨道平台， 升降轨道平台上设 置有拉拔框架总成， 可借助升降轨道平台实现移 动和升降， 拉拔框架总成可借助升降轨道平台移 动至剪切框架总成中心处， 拉拔框架总成内安装 有试件框架总成， 剪切框架总成可作用于试件框 架总成。 本发 明可以进行围岩钻孔约束下锚 杆静 力拉拔、 不同节理间距下静力单面剪切、 静力双 面剪切、 预应力单双剪切， 同时还可以进行静力 拉剪耦合试验， 是一台具备六合一的多功能锚 杆 力学性能试验 装置。 权利要求书2页 说明书8页 附图8页 CN 114942191 A 2022.08.26 CN 114942191 A 1.一种锚杆静力拉剪综合力学性 能测试装置， 其特征在于， 包括拉拔框架总成、 剪切框 架总成、 试件框架总成、 升降轨道平台、 加固地基； 所述剪切框架总成底部埋设于加固地基 内部， 在局部轨道下降时承载拉拔框架总成， 加固地基上设置有升降轨道平台， 升降轨道平 台上设置有拉拔框架总成， 可借助升降轨道平台实现移动和升降， 拉拔框架总成可借助升 降轨道平台移动至剪切框架总成中心处， 拉拔框架总成内安装有试件框架总成， 剪切框架 总成可作用于试件框架总成。 2.根据权利要求1所述的一种 锚杆静力拉剪综合力学性能测试装置， 其特征在于： 所述 剪切框架总成包括剪切反力框架， 所述剪切反力框架的顶部横梁上安装有剪切千斤顶， 且 剪切千斤顶的提升座朝下设置； 所述剪切千斤顶的提升座的端面上固定安装有负荷传感 器， 所述剪切千斤顶筒壁上安装有激光位移传感器， 所述剪切反力框架的底部下横梁位于 加固地基内。 3.根据权利要求1所述的一种 锚杆静力拉剪综合力学性能测试装置， 其特征在于： 所述 升降轨道平台包括多根安装于加固地基上的固定轨道， 相 邻所述固定轨道之间均安装有活 动轨道， 所述固定轨道和活动轨道组成长导轨， 所述活动轨道的下方设置有埋设于加固地 基内部的连接架， 连接架为升降千斤顶提供支撑和反力， 连接架顶部两侧分别通过螺栓固 定安装于相邻固定轨道的端部， 连接架内安装有升降千斤顶， 升降千斤顶的提升座与 活动 轨道底部固定连接， 通过千斤顶的设置活动轨道可沿着竖向移动， 所述长导轨上滑动安装 有轨道滑块。 4.根据权利要求1所述的一种 锚杆静力拉剪综合力学性能测试装置， 其特征在于： 所述 拉拔框架总成包括底座平台， 所述底座平台底部与支撑导轨组件连接， 底座平台的内侧 壁 上开设有多个凹槽， 用以轴向约束锚固试件， 位于中间部分的凹槽内壁沿竖向设置有减小 摩擦力的成排滚柱， 底座平台的顶部开口处两端分别安装有试件约束圆杆， 底座平台的外 侧面安装有拉拔千斤顶和反力架， 且反力架与拉拔千斤顶连接， 底座平台一端设置有拉力 板， 所述拉力板且其上设置多个开孔， 拉拔千斤顶的提升座通过导杆与拉力板连接， 所述拉 拔千斤顶筒壁以及底 座平台前端均安装有激光位移传感器， 拉拔千斤顶提升座端部 设置有 负荷传感器。 5.根据权利要求4所述的一种 锚杆静力拉剪综合力学性能测试装置， 其特征在于： 所述 支撑导轨组件包括底板， 所述底板上通过多个立板安装有第一承压板和第二承压板， 第一 承压板和 第二承压板上安装有底座平台， 且第一承压板上还安装有与底座平台对接的支撑 台， 支撑台上安装有支撑导轨， 支撑导轨通过其上的滑块与拉力板连接， 保证拉力板轴向标 准位移。 6.根据权利要求4所述的一种 锚杆静力拉剪综合力学性能测试装置， 其特征在于： 所述 试件框架总成由第一试件框架和 第二试件框架组成， 所述第一试件框架包括第一夹板和 第 二夹板， 所述第一夹板和第二夹板之间设置有约束钢 具， 第一夹板和第二夹板的四角处通 过短连接杆连接； 所述第二试件框架包括第三夹板和第四夹板， 所述第三夹板和第四夹板 之间设置有约束钢 具， 第三夹板和第四夹板的四角处通过长连接杆连接， 且第三夹板和第 四夹板的底部安装有成排滚轮， 试件框架内设置有混凝土试件， 且在混凝土试件上安装有 待测锚杆， 拉力板与待测锚杆连接处及拉力板与第二试件框架的长连接杆连接处分别安装 有负荷传感器。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114942191 A 27.根据权利要求6所述的一种 锚杆静力拉剪综合力学性能测试装置， 其特征在于： 相邻 第一试件框架以及第一试件框架与第二试件框架之间均可设置间距隔板 。 8.根据权利要求6所述的一种 锚杆静力拉剪综合力学性能测试装置， 其特征在于： 所述 混凝土试件为 不规则类长方体或类圆柱体试件。 9.根据权利要求1所述的一种用于测试锚杆静力拉剪综合力学性 能试验装置的测试方 法， 其特征在于， 包括如下步骤： 步骤1、 在装置及试验区域之外， 根据不同试验类型确定试件框架总成的形式， 通过冲 击钻机对混凝土试件进行真实钻孔， 通过锚杆辅助安装机安装锚杆； 完成试件框架总成的 组装及待测锚杆的安装； 步骤2、 通过吊运装置将试件框架总成整体吊运至底座平台， 并完成试件框架总成与拉 拔框架总成之间的连接； 步骤3、 通过移动轨道滑块至活动轨道处， 从而将拉拔框架总成移动至试验区； 通过控 制升降轨道平台的升降千斤顶活塞收缩， 带动活动轨道下降， 进而带动拉拔框架总成整体 下降直至底座平台接触加固地基； 步骤4、 通过拉拔框架总成中的拉拔千斤顶对锚杆施加拉伸荷载或预应力， 并测试锚杆 在轴向拉拔时的力学性能或监测锚杆预应力数值； 通过激光位移传感器监测拉力板及 锚杆 轴向位移数据， 通过负荷传感器监测千斤顶活塞端与拉力板之 间的荷载及 锚杆外露端 所受 的荷载或锚杆被施加的预应力数据； 步骤5、 通过剪切框架总成上的剪切千斤顶对锚杆施加剪切荷载， 并测试锚杆在竖向剪 切时的力学性能； 通过激光位移传感器监测中部试件框架的竖向位移数据， 通过负荷传感 器监测剪切千斤顶活塞 端与试件框架上部 垫板之间的荷载 数据； 步骤6， 步骤4与步骤5同步进行时， 须通过伺服液压系统控制油源提供拉拔千斤顶及剪 切千斤顶通道油缸压力， 并使两者按同 比例或不同 比例位移速率同时加载， 从而测试拉剪 耦合下锚杆的力学性能。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114942191 A 3