【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于錨桿拉拔試驗，具體涉及一種能源錨桿與土界面拉拔試驗裝置及摩阻性能評價方法。
技術介紹
1、淺層地熱能資源分布廣泛，儲量豐富，且其分布深度與巖土結構工程施工對象高度重合。因此，將地源熱泵技術與傳統地下施工結構結合具有強強聯合的效果，能夠滿足承受上部結構荷載和獲取淺層地熱能的雙重作用。
2、目前，能源樁作為上述結構聯合的典型代表之一，已經在實際工程中有較為廣泛的運用。錨桿作為一種邊坡支護及治理手段，在山區公路及鐵路有較多運用，且其在工作環境、材料屬性、形態外觀、受力特點上與樁基具有一定相似性，因此，也能夠和地源熱泵技術結合，形成一種新型的集成支護和換熱功能的地下結構，即能源錨桿。
3、然而，目前研究能源錨桿的技術手段較少，僅有相關學者討論了溫度對錨桿內力的影響，而關于能源錨桿換熱效率及傳熱特性方面的現場試驗近乎沒有，分析手段主要集中在數值模擬，因此缺乏實際試驗數據作為有力支撐。其次，現場試驗受制于各種因素，存在費時費力、低重復性、昂貴等缺點，只有部分高校或科研單位有條件進行試驗。
4、中國專利(cn103940652a)公開了一種用于錨或樁與土界面摩阻性能試驗的樣坯制作裝置及方法。但是該技術方案存在以下幾點不足：
5、(1)土樣筒未設小孔用于擊實時排氣，導致土層擊實效果欠佳，且土層分層現象較明顯，特別是土坯外邊緣處，土坯均勻性欠佳。
6、(2)缺少能源裝置，無法探究能源裝置(主要是循環流體溫度、流速等)對錨桿錨-土界面強度影響。
7、(3)缺少能源
8、因此，研發一套具有簡單、易行、輕便、可拆卸性好、試驗可重復性高且與實際工況相符等特點的能源錨桿錨-土界面瞬時拉拔試驗裝置及測試方法勢在必行。
技術實現思路
1、本專利技術實施例的目的在于克服上述至少一種技術不足，提出一種能源錨桿與土界面拉拔試驗裝置及摩阻性能評價方法，其可以解決
技術介紹
中的至少一個技術問題。
2、為達到上述技術目的，本專利技術實施例提供了一種能源錨桿與土界面拉拔試驗裝置，包括灌漿養護裝置和與所述灌漿養護裝置連接的能源裝置，其中：
3、所述灌漿養護裝置包括樣筒、上蓋板、下蓋板、對中頂塞和對中底塞，所述上蓋板和所述下蓋板分別蓋接于所述樣筒的上下兩開口端；所述對中頂塞固設于所述上蓋板，所述對中底塞固設于所述下蓋板并與所述對中頂塞相正對設置，所述對中頂塞貫穿設有用于插入錨固鋼筋的第一通孔和用于插入黃銅管的兩個第二通孔，所述對中底塞設有與所述第一通孔正對并用于對所述錨固鋼筋進行對中的第一對中孔和與所述第二通孔正對并用于對所述黃銅管進行對中的兩個第二對中孔；所述樣筒的側壁上貫穿設有溫度計插入孔；
4、所述能源裝置包括黃銅管、水桶、硅膠管、水泵、流量計、加熱棒、溫控器、反射保溫膜、石墨烯加熱膜以及溫度計，所述黃銅管的數量為兩根，且分別插入所述灌漿養護裝置中；所述水桶的數量為兩個，且通過所述硅膠管分別連通兩根所述黃銅管；所述水泵和所述流量計設置于所述硅膠管上；所述加熱棒放置于所述水桶內；所述溫控器與所述加熱棒連接；所述反射保溫膜設置于所述灌漿養護裝置內側表面；所述石墨烯加熱膜包覆于所述樣筒的外周側表面；所述溫度計通過所述樣筒上的所述溫度計插入孔插入所述灌漿養護裝置內部。
5、可選的，還包括設置于所述上蓋板與所述樣筒之間的上硅膠墊和設置于所述下蓋板與所述樣筒之間的下硅膠墊。
6、可選的，所述反射保溫膜設置于所述樣筒上下兩表面。
7、可選的，所述能源裝置還包括設置于所述水桶底部的出水閥門。
8、本專利技術還提供了一種基于所述的能源錨桿與土界面拉拔試驗裝置的摩阻性能評價方法，包括：
9、步驟s1，提供能源錨桿與土界面拉拔試驗裝置，并將制作好的能源錨桿試樣放入拉拔試驗裝置內；
10、步驟s2，啟動萬能試驗機，選擇位移控制加載方式，按一定加載速率進行能源錨桿拉拔測試，達到預定滑移量后停止萬能試驗機和能源裝置，得到試驗數據；
11、步驟s3，基于得到的試驗數據，通過公式換算可得到能源錨桿的界面剪切-滑移曲線，從界面剪切-滑移曲線中得到以下數據：能源錨桿的峰值抗剪強度τf1，能源錨桿的峰值抗剪強度對應的剪切位移sf1以及能源錨桿的殘余剪切強度τr1；
12、步驟s4，建立能源錨桿與土界面摩阻性能評價模型，具體包括：
13、步驟s41，假設能源錨桿的界面剪切-滑移曲線的走向和趨勢與普通單元體錨桿接近，并定義τf為普通錨桿的峰值抗剪強度，sf為普通錨桿的峰值抗剪強度對應的剪切位移，τr為普通錨桿的殘余剪切強度；
14、步驟s42，將能源錨桿的峰值抗剪強度τf1與普通錨桿的峰值抗剪強度τf進行對比，當τf1≥1.1τf時，則執行步驟s5，；當τf1≤0.9τf時，則執行步驟s5，；當τf1滿足0.9τf＜τf1＜1.1τf，則執行步驟s43，建立同時考慮sf1和τr1的評價模型；
15、步驟s43，考慮
16、式中，為修正后的能源錨桿峰值抗剪位移；
17、考慮
18、式中，為修正后的能源錨桿殘余剪切強度；
19、步驟s44，令
20、式中，ξ1為能源錨桿峰值抗剪位移對應的模型評價數；
21、令
22、式中，ξ2為能源錨桿殘余剪切強度對應的模型評價數；
23、將式(1)和式(2)分別帶入式(3)和式(4)中，得：
24、
25、步驟s45，考慮
26、式中，是關于能源錨桿峰值抗剪位移對應的模型評價數ξ1和能源錨桿殘余剪切強度對應的模型評價數ξ2的分段函數，用于給模型評價數加權；
27、考慮
28、考慮
29、步驟s46，考慮模型評價公式：
30、式中，ξ為模型評價數；
31、將式(5)、式(6)、式(7)、式(8)以及式(9)帶入式(10)中，得到模型評價數ξ的具體結果，當滿足時，為特殊情況，以能源錨桿的峰值抗剪強度對應的剪切位移sf1對錨土界面影響為主；
32、步驟s5，根據模型評價數ξ和曲線要素中能源錨桿的峰值抗剪強度τf1，能源錨桿的峰值抗剪強度對應的剪切位移sf1以及能源錨桿的殘余剪切強度τr1之間的相對大小關系，對能源錨桿與土界面摩阻性能做出評價。
33、可選的，步驟s5，具體包括：
34、步驟s51，對照表1，得到能源錨桿與土界面摩阻性能評價；
35、表1能源錨桿與土界面摩阻性能評價表
36、
37、步驟s52，查找下列細則，得到詳細的能源錨桿與土界面摩阻性能評價：
38、a、綜合評價：有利；
39、當τf1≥1.1τf時，即能源錨桿相較于普通錨桿具有更高的峰值本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種能源錨桿與土界面拉拔試驗裝置，其特征在于，包括灌漿養護裝置和與所述灌漿養護裝置連接的能源裝置，其中：
2.根據權利要求1所述的能源錨桿與土界面拉拔試驗裝置，其特征在于，還包括設置于所述上蓋板與所述樣筒之間的上硅膠墊和設置于所述下蓋板與所述樣筒之間的下硅膠墊。
3.根據權利要求1所述的能源錨桿與土界面拉拔試驗裝置，其特征在于，所述反射保溫膜設置于所述樣筒上下兩表面。
4.根據權利要求1所述的能源錨桿與土界面拉拔試驗裝置，其特征在于，所述能源裝置還包括設置于所述水桶底部的出水閥門。
5.一種基于權利要求1-4任意一項所述的能源錨桿與土界面拉拔試驗裝置的摩阻性能評價方法，其特征在于，包括：
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，步驟S5，具體包括：
【技術特征摘要】
1.一種能源錨桿與土界面拉拔試驗裝置，其特征在于，包括灌漿養護裝置和與所述灌漿養護裝置連接的能源裝置，其中：
2.根據權利要求1所述的能源錨桿與土界面拉拔試驗裝置，其特征在于，還包括設置于所述上蓋板與所述樣筒之間的上硅膠墊和設置于所述下蓋板與所述樣筒之間的下硅膠墊。
3.根據權利要求1所述的能源錨桿與土界面拉拔試驗裝置，其特征在于，所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張根寶，羅逍，徐長節，陳昌富，朱世民，丁海濱，陳令可，曹宇杰，馮天寵，鄧籣庭，王芷凝，李思晴，劉宇康，陸鑫源，
申請(專利權)人：湖南城市學院，
類型：發明
國別省市：
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