一种喷射混凝土粘结强度测定仪的制作方法

1.本实用新型涉及隧道及地下洞室工程中喷射混凝粘结强度检测技术领域，具体涉及一种喷射混凝土粘结强度测定仪。


背景技术：

2.喷射混凝土支护是隧道及地下洞室工程常见的支护手段。对需发挥结构作用的喷射混凝土支护，喷射混凝土与围岩间紧密粘结，通过粘结强度传递一定的拉应力和剪应力，使得喷层与围岩结合为一体，共同工作，充分发挥围岩的自承作用”。因此，喷射混凝土与围岩之间的粘结强度是喷射混凝土最重要的性能指标之一，也是地下洞室工程建设中一项重要的检测内容。
3.新修订的国家标准《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（gb/t 50086-2015）删除了预留试件拉拔法和喷大板切割劈裂法，而提出了喷射混凝土与围岩粘结强度的2种试验方法:对钻芯隔离的混凝土试件进行拉拔试验和对钻取的芯样进行拉力试验。对钻芯隔离的混凝土试件进行拉拔试验时，由于现场混凝土面不平整,难以保证加载设备垂直轴向进行拉拔试验, 造成拉拔试验成功率低或粘结强度试验值偏低于实际值。洞室内部空气潮湿、温度低等因素导致粘结板与隔离试件表面粘结剂的粘结强度很难在短时间内达到拉拔要求。而钻取芯样进行拉力试验方法在实施中操作相对复杂，取样成功率较低，室内制样繁琐，但该试验方法获得的结果可靠，能客观反应喷射混凝土与围岩的实际粘结性能，现场取芯样进行室内拉拔的试验条件比现场拉拔试验条件应能更好地保证试验成果的准确性，因此现在常采用钻取芯样进行拉力试验方法获得试验数据；现有技术中，当试验室对钻取的芯样进行拉力试验时，试验人员需对芯样两端进行磨平后,其两端再与粘结板粘结固定后，继而进行后续试验，然而芯样中喷射混凝土与围岩的粘结强度较小（实测粘结强度值一般在0.5mpa～1.2mpa），打磨过程中容易出现芯样损毁或芯样中的喷射混凝土与基岩粘结处断裂，使该芯样报废；而且现有的市场中没有适合喷射混凝粘结强度测定（粘结强度值较小、拉伸荷载速度小、试样轴向拉伸）的仪器，因此亟需一种不破坏试验芯样的粘结强度且能准确测量其粘结强度的仪器。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种喷射混凝土粘结强度测定仪，包括机箱、门型支架、连接螺杆、拉力传感器），显示器，拉伸装置、升降传动装置；所述机箱的上表面固定设置有门型支架，所述门型支架上的横梁下方正中位置固定焊接有连接螺杆，所述连接螺杆与拉力传感器的上方丝孔丝接，所述拉力传感器的下方丝孔与拉伸装置中的球头拉杆a丝接，所述机箱的上表面中心设置有滑套，所述拉伸装置中的球头拉杆b穿入滑套，并与机箱内部设置的升降传动装置中的竖轴上端部丝接，所述球头拉杆a与球头拉杆b竖直方向同轴。
5.进一步的，所述拉伸装置包括球头拉杆a、球头拉杆b以及分别与之套接的粘结筒
组件，所述粘结筒组件包括连接件、圆头螺杆、筒帽、筒身，所述连接件上设置有弧形槽，所述弧形槽能分别与球头拉杆a或球头拉杆b套接，所述连接件的下方与圆头螺杆丝接，所述筒帽与筒身丝接，所述筒帽的上方设置有t型卡槽，所述t型卡槽能与圆头螺杆的圆头端实现卡接。
6.进一步的，所述筒身的侧壁两两对称开设有u型槽，所述u型槽设置有4个或6个。
7.进一步的，所述球头拉杆b包括球头和丝套，所述球头与丝套转动连接，所述丝套下方外侧对称安装有两个转环；所述滑套圆筒型结构，其中心对称两侧壁开设有u型滑槽；丝套穿入滑套内，并且转环卡入u型滑槽内，丝套与竖轴上端部丝接。
8.进一步的，所述滑套与机箱固定连接时，位于机箱内部利用两块三角形固定板固定焊接，所述滑套保持竖直。
9.进一步的，所述升降传动装置包括套接于竖轴上的大锥形齿轮以及位于大锥形齿轮上下方并与竖轴套接的轴承a、轴承b；所述轴承a与机箱的底板固定连接，所述轴承b与机箱内部隔板套接固定，所述机箱的内部底板上固定设置有转杆支架，所述转杆支架的上方固定安装有轴承c，所述轴承c与转杆固定套接，所述转杆的一端固定套接有小锥形齿轮，其另一端穿出至机箱的外部并在其端头安装有转把，所述小锥形齿轮与锥形齿轮相互咬合。
10.进一步的，所述拉力传感器与显示器内的数据处理模块电性连接，并且拉力传感器与显示器具有统一的外接电源。
11.进一步的，所述门型支架上的横梁上且位于显示器的一侧设置于电源开关和归零按钮，所述电源开关同时对传感器与显示器进行电能控制。
12.进一步的，所述机箱，门型支架、连接螺杆、拉力传感器、拉伸装置、升降传动装置均为不锈钢材料制成。
13.本实用新型的有益效果为：
14.本实用新型的投入使用，无需对测试芯样进行打磨处理（直接将芯样两端与筒身内壁进行粘结固定），杜绝了由于打磨对测试芯样结构产生的破坏和损毁，大小锥形齿轮的相互配合，易于控制测试芯样的低速率拉伸要求，粘结筒组件的设计方便了测试芯样的拆装，显示器上的数据可以清零，更加直观的反应出测试数据，以上特点确保了实验数据的准确性，而且省时省力。
附图说明
15.图1为本实用新型的结构示意图；
16.图2为本实用新型图1的左视图及机箱的内部示意图；
17.图3为本实用新型滑套的示意图；
18.图4为本实用新型图3的俯视图；
19.图5为本实用新型球头拉杆b的示意图；
20.图6为本实用新型图3的a-a剖示图；
21.图7为本实用新型粘结筒组件的装配示意图；
22.图8为本实用新型筒帽的立体示意图；
23.图9为本实用新型筒身的立体示意图；
24.图10为本实用新型升降传动装置的示意图；
25.图11为本实用新型转杆支架和轴承c的示意图；
26.图12为本实用新型的使用状态图。
27.图中：1、机箱，101、滑套，1011、u型滑槽，102、隔板；2、门型支架；3、连接螺杆；4、拉力传感器；5、显示器，51、归零按钮；6、拉伸装置，61、球头拉杆a；62、球头拉杆b，621、球头，622、丝套，6221、转环，63、粘结筒组件，631、连接件，6311、弧形槽，632、圆头螺杆，633、筒帽，6331、t型卡槽，634、筒身，6341、u型槽；7、升降传动装置，71、竖轴，72、大锥形齿轮，73、轴承a，74、轴承b，75、转杆支架，76、轴承c，77、转杆，78、小锥形齿轮，79、转把；8、电源开关，9、三角形固定板；10、芯样，11、电源插头。
实施方式
28.实施例1，如图所示，一种喷射混凝土粘结强度测定仪，包括机箱1、门型支架2、连接螺杆3、拉力传感器，显示器5，拉伸装置6、升降传动装置7；机箱1的上表面固定设置有门型支架2，门型支架2上的横梁21下方正中位置固定焊接有连接螺杆3，连接螺杆3与拉力传感器4的上方丝孔丝接，拉力传感器4的下方丝孔与拉伸装置6中的球头拉杆a61丝接，机箱1的上表面中心设置有滑套101，拉伸装置6中的球头拉杆b62穿入滑套101，并与机箱1内部设置的升降传动装置7中的竖轴71上端部丝接，球头拉杆a61与球头拉杆b62竖直方向同轴。
29.拉伸装置6包括球头拉杆a61、球头拉杆b62以及分别与之套接的粘结筒组件63，所述粘结筒组件63包括连接件631、圆头螺杆632、筒帽633、筒身634，所述连接件631上设置有弧形槽6311，所述弧形槽6311能分别与球头拉杆a61或球头拉杆b62套接，连接件631的下方与圆头螺杆632丝接，筒帽633与筒身634丝接，筒帽633的上方设置有t型卡槽6331，所述t型卡槽6331能与圆头螺杆632的圆头端实现卡接 ，筒身634的侧壁两两对称开设有u型槽6341，u型槽6341设置有4个或6个，由于后期进行芯样的粘结强度测试时，需将芯样的外壁与筒身634的内壁粘结固定，测试完成后需要对粘结在筒身634内壁的芯样进行拆除，而筒帽633与筒身634的可拆卸与u型槽6341的设计，使该拆除工作更加方便快捷。
30.球头拉杆b62包括球头621和丝套622，所述球头621与丝套622转动连接，丝套622下方外侧对称安装有两个转环6221；所述滑套101圆筒型结构，其中心对称两侧壁开设有u型滑槽1011；丝套622穿入滑套101内，并且转环6221卡入u型滑槽1011内，丝套622与竖轴71上端部丝接，此设计是转环6221卡在u型滑槽1011内，防止竖轴71上的丝杆旋入丝套622内时，丝套622更随转动，而且转环6221能旋转的特点，使丝套622在滑套101内上下活动时更加顺畅。
31.滑套101与机箱1固定连接时，位于机箱1内部利用两块三角形固定板固定焊接，使滑套101与机箱1连接更加牢固，滑套101保持竖直，使球头拉杆b62在滑套101内上下活动时，球头拉杆b62与球头拉杆a61竖直方向始终同轴，进而确保对芯样拉伸时是轴向拉力。
32.升降传动装置7包括套接于竖轴71上的大锥形齿轮72以及位于大锥形齿轮72上下方并与竖轴71套接的轴承a73、轴承b74；轴承a73与机箱1的底板固定连接，轴承b74与机箱1内部隔板102套接固定，机箱1的内部底板上固定设置有转杆支架75，转杆支架75的上方固定安装有轴承c76，轴承c76与转杆77固定套接，转杆77的一端固定套接有小锥形齿轮78，其另一端穿出至机箱1的外部并在其端头安装有转把79，小锥形齿轮78与锥形齿轮72相互咬合（其齿数比为三比一），大锥形齿轮72与小锥形齿轮78的配合通过转动竖轴71使之减缓了
球头拉杆b62的升降速度，而采用轴承a73、轴承b74、转杆支架75和轴承c76的设计使各部件转动更加平稳，且各部件之间不会因为受力影响，而产生位置偏移，进而导致测试的准确性或该测定仪无法使用。
33.拉力传感器4与显示器5内的数据处理模块电性连接，并且拉力传感器4与显示器5具有统一的外接电源，拉力传感器4与显示器5的配合使用，使试验数据能直接读取。
34.门型支架2上的横梁上且位于显示器5的一侧设置于电源开关9和归零按钮31，电源开关8同时对传感器4与显示器5进行电能控制，电源开关8统一对传感器4与显示器5进行控制，方便了试验操作以及使用的安全性，归零按钮31的设计可以更直观的得到最终拉力值，无需计算，确保了试验数据的准确性。
35.机箱1，门型支架2、连接螺杆3、拉力传感器4、拉伸装置6、升降传动装置7均为不锈钢材料制成，各部件采用不锈钢材料制作，不易生锈变形，温度恒定的情况下确保了测试的准确性，针对喷射混凝土与围岩的粘结强度值较小（实测粘结强度值一般在0.5mpa～1.2mpa），选择最大测量值为10kn的拉力传感器，符合仪器设备测量值在量程20%～80%范围要求，检测结果更加准确。
36.本实用新型的使用方法包括如下步骤：
37.步骤1，工作人员现场完成钻芯取样后，根据芯样两端头平整状态、试样长度确定试样入套的粘接深度，取两套筒身与筒帽，并逐一将筒身与筒帽丝接，筒身内壁以及试样套入的长度范围内涂抹刚粘胶，再将试样两端分别插入到筒身内进行粘结静置，继续进行下一芯样粘结工作（方法同上），直至所有芯样粘结工作完成。
38.步骤2，待芯样与筒身之间粘结的刚粘胶固化后，量取两个筒帽上t型卡槽底部之间的距离，转动调节已经安装在该仪器上的上下两个圆头螺杆使其与这一距离相等（无法通过转动调节圆头螺杆完成该步骤时，可通过转动转把，抬升或降低球头拉杆b来完成），然后将芯样两端筒帽上的t型卡槽与圆头螺杆对准并卡入，完成该芯样的安装。
39.步骤3，接通传感器与显示器的外接电源，并按动电源开关（下一芯样测试时无需以上操作），此时显示器会有数字显示（特指该仪器安装好芯样的情况时），按下归零按钮使数字清零，然后测试人员匀速转动转把，依次通过转杆带动小锥形齿轮、小锥形齿轮带动大锥形齿轮以及大锥形齿轮带动竖轴转动，使球头拉杆b匀速下降，直至被测试芯样呗拉断开，读取此时显示器上的最终拉力值，利用这一最终拉力值通过计算公式得到该芯样的粘结强度值并进行记录，完成该该芯样的测试；取下上下方的筒身与筒帽以及芯样残留，就可进行下一组测试芯样的粘结强度测试工作。
40.步骤4，完成所有芯样的粘结强度测试工作后，将测试用过的筒身与筒帽进行拆分，并对筒身内残留的芯样进行清理（由于u型槽的设计，加快了人工清理的速度），清理完成成后，逐一将筒身与筒帽配对丝接，等待下一次使用。
41.以上所述的具体实施例，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种喷射混凝土粘结强度测定仪，包括机箱（1）、门型支架（2）、连接螺杆（3）、拉力传感器（4），显示器（5），拉伸装置（6）、升降传动装置（7）；其特征在于：所述机箱（1）的上表面固定设置有门型支架（2），所述门型支架（2）上的横梁（21）下方正中位置固定焊接有连接螺杆（3），所述连接螺杆（3）与拉力传感器（4）的上方丝孔丝接，所述拉力传感器（4）的下方丝孔与拉伸装置（6）中的球头拉杆a（61）丝接，所述机箱（1）的上表面中心设置有滑套（101），所述拉伸装置（6）中的球头拉杆b（62）穿入滑套（101），并与机箱（1）内部设置的升降传动装置（7）中的竖轴（71）上端部丝接，所述球头拉杆a（61）与球头拉杆b竖直方向同轴。2.根据权利要求1所述的一种喷射混凝土粘结强度测定仪，其特征在于：所述拉伸装置（6）包括球头拉杆a（61）、球头拉杆b（62）以及分别与之套接的粘结筒组件（63），所述粘结筒组件（63）包括连接件（631）、圆头螺杆（632）、筒帽（633）、筒身（634），所述连接件（631）上设置有弧形槽（6311），所述弧形槽（6311）能分别与球头拉杆a（61）或球头拉杆b（62）套接，所述连接件（631）的下方与圆头螺杆（632）丝接，所述筒帽（633）与筒身（634）丝接，所述筒帽（633）的上方设置有t型卡槽（6331），所述t型卡槽（6331）能与圆头螺杆（632）的圆头端实现卡接。3.根据权利要求2所述的一种喷射混凝土粘结强度测定仪，其特征在于：所述筒身（634）的侧壁两两对称开设有u型槽（6341），所述u型槽（6341）设置有4个或6个。4.根据权利要求2所述的一种喷射混凝土粘结强度测定仪，其特征在于：所述球头拉杆b（62）包括球头（621）和丝套（622），所述球头（621）与丝套（622）转动连接，所述丝套（622）下方外侧对称安装有两个转环（6221）；所述滑套（101）圆筒型结构，其中心对称两侧壁开设有u型滑槽（1011）；丝套（622）穿入滑套（101）内，并且转环（6221）卡入u型滑槽（1011）内，丝套（622）与竖轴（71）上端部丝接。5.根据权利要求4所述的一种喷射混凝土粘结强度测定仪，其特征在于：所述滑套（101）与机箱（1）固定连接时，位于机箱（1）内部利用两块三角形固定板（9）固定焊接，所述滑套（101）保持竖直。6.根据权利要求1所述的一种喷射混凝土粘结强度测定仪，其特征在于：所述升降传动装置（7）包括套接于竖轴（71）上的大锥形齿轮（72）以及位于大锥形齿轮（72）上下方并与竖轴（71）套接的轴承a（73）、轴承b（74）；所述轴承a（73）与机箱（1）的底板固定连接，所述轴承b（74）与机箱（1）内部隔板（102）套接固定，所述机箱（1）的内部底板上固定设置有转杆支架（75），所述转杆支架（75）的上方固定安装有轴承c（76），所述轴承c（76）与转杆（77）固定套接，所述转杆（77）的一端固定套接有小锥形齿轮（78），其另一端穿出至机箱（1）的外部并在其端头安装有转把（79），所述小锥形齿轮（78）与锥形齿轮（72）相互咬合。7.根据权利要求1所述的一种喷射混凝土粘结强度测定仪，其特征在于：所述拉力传感器（4）与显示器（5）内的数据处理模块电性连接，并且拉力传感器（4）与显示器（5）具有统一的外接电源。8.根据权利要求7所述的一种喷射混凝土粘结强度测定仪，其特征在于：所述门型支架（2）上的横梁上且位于显示器（5）的一侧设置于电源开关（8）和归零按钮（31），所述电源开关（8）同时对传感器（4）与显示器（5）进行电能控制。9.根据权利要求1所述的一种喷射混凝土粘结强度测定仪，其特征在于：所述机箱（1），门型支架（2）、连接螺杆（3）、拉力传感器（4）、拉伸装置（6）、升降传动装置（7）均为不锈钢材
料制成。

技术总结
一种喷射混凝土粘结强度测定仪，包括机箱，机箱的上表面固定设置有门型支架，门型支架上的横梁下方正中位置固定焊接有连接螺杆，连接螺杆与拉力传感器的上方丝孔丝接，拉力传感器的下方丝孔与拉伸装置中的球头拉杆A丝接，机箱的上表面中芯设置有滑套，拉伸装置中的球头拉杆B穿入滑套，并与机箱内部设置的升降传动装置中的竖轴上端部丝接，球头拉杆A与球头拉杆B保持竖直方向同轴；使用本发明，无需对测试芯样进行打磨处理，大小锥形齿轮的相互配合，易于控制测试芯样的低速率拉伸要求，粘结筒组件的设计方便了测试芯样的拆装，显示器上的数据可以清零，更加直观的反应出测试数据，以上特点确保了试验数据的准确性，而且省时省力。时省力。时省力。


技术研发人员：史万录 王焕 蔡光年 尚国秀 崔家聪 门嘉乐 邓茹 万成梅 季佑霖 普庆宝 王小龙
受保护的技术使用者：中国水利水电第四工程局有限公司
技术研发日：2023.04.12
技术公布日：2023/7/28