1.一种组合式锚碇的承载力试验装置,其特征在于,包括:锚碇模型(1),所述锚碇模型(1)包括上部结构和下部结构,所述上部结构为钢筋混凝土板结构,所述下部结构包括钢筋混凝土锚结构,所述钢筋混凝土锚结构的水平剖面呈前小后大的梯形状;第一承载力模拟单元,所述第一承载力模拟单元包括若干个压力施加装置,所述压力施加装置包括第一千斤顶(205)、反力梁(2)和锚索(202),各所述第一千斤顶(205)分别设置在所述上部结构上表面的不同加压位点上,所述反力梁(2)设置在所述第一千斤顶(205)活塞杆的顶部,所述反力梁(2)的两端固定有锚索(202),所述锚索(202)竖直插设到所述锚碇模型(1)内并延伸至所述锚碇模型(1)的外部;第二承载力模拟单元,所述第二承载力模拟单元包括若干个第二千斤顶(4),所述第二千斤顶(4)的活塞杆抵设在所述下部结构后端的端面上;采集单元,所述采集单元包括若干个应变计(14)和若干个压力传感器(13),所述应变计(14)沿所述锚碇模型(1)的纵向均匀分布在所述锚碇模型(1)内部,所述压力传感器(13)均匀分布在所述下部结构的外表面;所述锚碇模型(1)上竖向开设有若干个锚索孔道(12),所述锚索(202)的外壁与所述锚索孔道(12)的孔壁之间留有间隙。
2.根据权利要求1所述的组合式锚碇的承载力试验装置,其特征在于,每个所述锚索孔道(12)中对应穿设有一根所述锚索(202)。
3.根据权利要求2所述的组合式锚碇的承载力试验装置,其特征在于,所述锚索孔道(12)沿所述锚碇模型(1)纵向的水平中轴线间隔设置。
4.根据权利要求1所述的组合式锚碇的承载力试验装置,其特征在于,所述下部结构的侧面和底面分别均匀布设有所述压力传感器(13),相邻两个所述压力传感器(13)之间间隔设置。
5.根据权利要求1所述的组合式锚碇的承载力试验装置,其特征在于,所述反力梁(2)包括两块槽钢、顶部固定片(203)和底部固定片(206),两块所述槽钢并列设置,所述两块槽钢的顶部两端分别通过顶部固定片(203)固定连接,所述两块槽钢的底部两端分别通过所述底部固定片(206)固定连接,所述锚索(202)依次穿过对应所述顶部固定片(203)、底部固定片(206)并通过锚具(204)与所述顶部固定片(203)和底部固定片(206)固定连接。
6.根据权利要求1所述的组合式锚碇的承载力试验装置,其特征在于,所述第一千斤顶(205)与所述上部结构之间设有辊轴(209)。
7.根据权利要求1所述的组合式锚碇的承载力试验装置,其特征在于,所述第二千斤顶(4)抵设的所述下部结构后端的端面为倾斜面,所述第二千斤顶(4)在所述倾斜面上的安装角度与实际组合式锚碇中主缆的安装角度一致。
8.根据权利要求1所述的组合式锚碇的承载力试验装置,其特征在于,所述采集单元还包括数据处理终端(31),所述压力传感器(13)、应变计(14)分别与所述数据处理终端(31)电性连接。
9.一种试验方法,用于权利要求1-8任一所述组合式锚碇的承载力试验装置,其特征在于,包括:选择符合试验要求的试验场地,所述试验要求包括预期的岩土类型、岩土密度和岩土含水量;按照选择的所述试验场地上标出锚碇所需的安装位置,并对所述安装位置挖取锚碇基坑;将组合式锚碇的承载力试验装置安装到所述锚碇基坑,将所述承载力试验装置的第二千斤顶的底部抵至所述锚碇基坑的后端,将所述承载力试验装置中锚碇模型的前端抵至所述锚碇基坑的前端,将所述承载力试验装置的锚索伸入至所述锚碇基坑以下的岩体中;模拟组合式锚碇重力对应的第一承载力,通过承载力试验装置中不同的第一千斤顶对锚碇模型上部结构的不同加压位点施加不同大小的竖向荷载,直至所有所述竖向荷载达到试验要求,不同加压位点施加的不同竖向荷载大小由实际组合式锚碇的重力分布决定;模拟围岩夹持作用对应的第二承载力,测量各所述第二千斤顶的初始值,通过所述第二千斤顶向所述锚碇模型的后端施加不同级别的后推荷载,每个级别的后推荷载均维持预设的加载时长,读取每个级别的后推荷载下应变计和压力传感器的读数。
10.根据权利要求9所述的试验方法,其特征在于,包括以下步骤:将锚碇模型划分为若干个半锚段区段,将每个所述半锚段区段作为隔离体,所述隔离体包括顶面、左右两个侧面、底面、前断面和后断面;分别获取两个所述侧面、所述底面、所述前断面和所述后断面的面积,两个所述侧面及所述底面与所述隔离体纵向的水平中轴线之间的夹角相等;读取第二千斤顶的各级别后推荷载下应变计的应力数据和压力传感器的压力数据;根据所述应力数据获取两个所述侧面和所述底面的应力大小;根据两个所述侧面和所述底面的应力大小以及面积分别计算两个所述侧面和所述底面的法向力;根据所述压力数据获取所述前断面和所述后断面的轴向应力大小;根据所述前断面和所述后断面的轴向应力大小以及面积分别计算所述前断面和所述后断面的轴向力大小;根据两个所述侧面和所述底面的法向力大小、所述前断面和所述后断面的轴向力大小、所述侧面与所述隔离体纵向的水平中轴线之间的夹角和所述底面与所述隔离体纵向的水平中轴线之间的夹角计算所述隔离体与围岩之间的切向力,所述切向力计算公式为:式中,ΔQ i 为隔离体i前后截面轴力差面轴力大小,N ij 为隔离体i表面j法向力大小,T i 为隔离体i表面切向力的大小,α为隔离体侧面边、底边与轴线夹角。