锚索拉拔试验用位移测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及拉拔试验用测量装置技术领域，尤其涉及一种锚索拉拔试验用位移测量装置。


背景技术：

2.岩土预应力锚索是将张拉力传递到稳定的或适宜的岩土体中的一种受拉杆件，广泛应用于边坡加固工程。通过预应力锚索将滑体与稳固岩层联在一起，从而改变边坡岩体的应力状态，提高边坡不稳定岩体的整体性和强度。
3.对于预应力锚索拉拔试验，需在逐级加载后测读位移数据，现有的测量方式是通常采用百分表和位移计测量锚索端头位置的变形量，常规的百分表量程有限，量程通常小于50mm，经常出现拉拔试验过程中千斤顶伸长量超出量程的情况，需要在拉拔试验过程中多次调整百分表来满足位移测量要求，无论是现场采集数据和逐级记录，还是后期处理数据，过程都非常繁琐，工作效率低，并且需要经常靠近正在加载的锚索，安全隐患较大。通过位移计测量，位移计的测量杆设置于锚索的端部，因接触面积小，易出现失稳滑脱的现象，使得测量的位移数据出现较大误差或测量失败。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种锚索拉拔试验用位移测量装置，用以解决现有的锚索拉拔试验用位移测量装置存在安全性不佳、测量准确性不佳以及工作效率低的问题。
5.本实用新型提供一种锚索拉拔试验用位移测量装置，包括：支座、连接件、拉拔机构、第一拉线式位移传感器和数据采集仪；
6.所述第一拉线式位移传感器固定于所述支座，所述支座用于设于锚索的周向，所述第一拉线式位移传感器具有第一拉线，所述第一拉线的自由端通过所述连接件与所述锚索连接，所述第一拉线的轴线与所述锚索的轴线平行，所述第一拉线式位移传感器用于检测所述锚索的位移；
7.所述拉拔机构用于对所述锚索施加拉拔力；
8.所述数据采集仪通过线缆与所述第一拉线式位移传感器连接，用于采集位移数据。
9.根据本实用新型提供的一种锚索拉拔试验用位移测量装置，所述拉拔机构包括中空千斤顶、锚具和夹片；
10.所述锚索依次穿设所述中空千斤顶、所述锚具以及所述夹片；
11.所述支座的一侧与所述中空千斤顶连接，所述支座的另一侧与所述第一拉线式位移传感器连接。
12.根据本实用新型提供的一种锚索拉拔试验用位移测量装置，所述锚索拉拔试验用位移测量装置还包括承压板，所述锚索依次穿设所述承压板、所述中空千斤顶、所述锚具以及所述夹片；
13.所述承压板的一个侧面用于与混凝土基座相抵接，所述承压板的另一个侧面用于与中空千斤顶的端面相抵接。
14.根据本实用新型提供的一种锚索拉拔试验用位移测量装置，所述连接件包括固定板、连接板和第一紧固件；
15.所述固定板的一端设有第一通孔，所述锚索穿设所述第一通孔与所述固定板连接；
16.所述连接板通过所述第一紧固件与所述固定板连接，所述连接板能够沿所述固定板的长度方向移动，所述连接板背离所述固定板的一端设有第二通孔，所述第一拉线的自由端穿设所述第二通孔与所述连接板连接；
17.其中，所述第一通孔的轴线与所述第二通孔的轴线平行。
18.根据本实用新型提供的一种锚索拉拔试验用位移测量装置，所述固定板背离所述第一通孔的一端设有凹槽，所述连接板夹持于所述凹槽；
19.沿所述凹槽的槽壁向所述固定板的表面延伸形成有螺纹孔，所述第一紧固件穿设所述螺纹孔与所述连接板的表面相抵接。
20.根据本实用新型提供的一种锚索拉拔试验用位移测量装置，所述连接件还包括第二紧固件；
21.所述固定板背离所述连接板的一端设有第一开口，所述第一开口贯穿所述固定板，所述第一开口与所述第一通孔连通，所述第二紧固件用于夹紧所述第一开口。
22.根据本实用新型提供的一种锚索拉拔试验用位移测量装置，所述连接件还包括第三紧固件；
23.所述连接板的自由端设有第二开口，所述第二开口贯穿所述连接板，所述第二开口与所述第二通孔连通，所述第三紧固件用于夹紧所述第二开口。
24.根据本实用新型提供的一种锚索拉拔试验用位移测量装置，所述锚索拉拔试验用位移测量装置还包括第二拉线式位移传感器和固定组件；
25.所述第二拉线式位移传感器固定于所述支座，所述第二拉线式位移传感器具有第二拉线，所述第二拉线的自由端通过所述固定组件固定于混凝土基座，所述第二拉线的轴线与所述锚索的轴线平行，所述第二拉线式位移传感器用于检测所述混凝土基座的位移。
26.根据本实用新型提供的一种锚索拉拔试验用位移测量装置，所述固定组件包括磁性元件和螺钉，所述螺钉固定于所述混凝土基座，所述磁性元件的一侧用于吸附所述螺钉，所述磁性元件的另一侧用于吸附所述第二拉线的自由端。
27.根据本实用新型提供的一种锚索拉拔试验用位移测量装置，所述连接件面向所述锚索的自由端的端面与所述锚索的端面之间的间距为10～20mm。
28.本实用新型提供的锚索拉拔试验用位移测量装置，第一拉线式位移传感器具有第一拉线，第一拉线的自由端通过连接件与锚索连接，拉拔机构用于对锚索施加多级荷载的拉拔力，数据采集仪采集锚索在多级荷载下产生的位移数据，确保了连续、准确、安全地完成锚索拉拔试验的位移数据的采集，有利于提升工作效率。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有
技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1是本实用新型提供的锚索拉拔试验用位移测量装置的结构示意图；
31.图2是本实用新型提供的连接件的结构示意图；
32.图3是本实用新型提供的第二拉线式位移传感器的拉线的自由端与固定组件的连接示意图；
33.附图标记：
34.1：支座；
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2：第一拉线式位移传感器；
35.3：第二拉线式位移传感器；
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4：连接件；
36.401：固定板；
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402：连接板；
37.403：第一紧固件；
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404：第一通孔；
38.405：第一开口；
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406：第二紧固件；
39.407：第二通孔；
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408：第二开口；
40.409：第三紧固件；
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5：螺钉；
41.6：磁性元件；
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7：数据采集仪；
42.8：承压板；
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9：中空千斤顶；
43.10：锚具；
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11：夹片；
44.12：锚索；
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13：螺杆；
45.14：螺母。
具体实施方式
46.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
47.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
48.下面结合图1至图3描述本实用新型实施例的锚索拉拔试验用位移测量装置。
49.如图1所示，本实用新型实施例提供的锚索拉拔试验用位移测量装置，包括：支座1、连接件4、拉拔机构、第一拉线式位移传感器2和数据采集仪7。
50.第一拉线式位移传感器2固定于支座1，支座1用于设于锚索12的周向，第一拉线式位移传感器2具有第一拉线，第一拉线的自由端通过连接件4与锚索12连接，第一拉线的轴线与锚索12的轴线平行，第一拉线式位移传感器2用于检测锚索12的位移。
51.拉拔机构用于对锚索12施加拉拔力；数据采集仪7通过线缆与第一拉线式位移传
感器2连接，用于采集位移数据。
52.具体地，支座1的结构不做具体限制，支座1位于锚索12的周向附近，第一拉线式位移传感器2可以通过螺接方式、卡接方式或磁吸方式固定于支座1上。第一拉线式位移传感器2的量程根据实际需求设置，拉线式位移传感器的最大量程可达到2000mm左右，例如选用最大量程为500mm的拉线式位移传感器即可满足锚索拉拔试验中分级荷载下的位移测量需求，定义第一拉线式位移传感器2的拉线为第一拉线。
53.连接件4与锚索12的端面间隔一定距离，连接件4与锚索12的端面间距过大，影响测量的位移准确度，连接件4与锚索12的端面间距过小，连接件4易发生从锚索12的端部脱离的问题，影响测量，优选连接件4面向锚索12的自由端的端面与锚索12的端面之间的间距为10～20mm。
54.连接件4的两端分别设有安装孔，第一拉线的自由端设置有螺杆和螺母，第一拉线的自由端穿设连接件4的一端的安装孔与连接件4连接，锚索12穿设连接件4的另一端的安装孔与连接件4连接，确保第一拉线的轴线与锚索12的轴线平行，连接件4与锚索12呈垂直设置。
55.拉拔机构用于对锚索12施加拉拔力，拉拔机构不做具体限制，可以对锚索12施加沿其轴线方向的拉拔力即可，拉拔力的方向与锚索12的轴线平行。
56.拉拔机构对锚索12施加拉拔力后，锚索12沿轴线方向朝向远离混凝土基座的方向移动，锚索12移动带动连接件4移动，进一步带动第一拉线沿其轴线方向产生一定的位移，锚索12的位移与第一拉线的位移相等。
57.数据采集仪7通过线缆与第一拉线式位移传感器2连接，对位移数据进行采集，通过数据采集仪7可查看位移数据，不需要靠近锚索12端头读取数据，有利于确保安全性。拉拔机构对锚索12施加多级荷载的拉拔力，数据采集仪7可以记录每级荷载下的位移数据。
58.现有技术中，通常采用百分表和位移计测量锚索端头位置的变形量，常规的百分表量程有限，需要在试验过程中多次调整百分表来满足位移测量要求，测量过程繁琐，并且需要经常靠近正在加载的锚索，安全隐患较大。位移计测量杆设置于锚索的端部，因接触面积小，易出现失稳滑脱的现象，使得测量的位移数据出现较大误差或测量失败。
59.在本实用新型实施例中，第一拉线式位移传感器2具有第一拉线，第一拉线的自由端通过连接件4与锚索12连接，拉拔机构用于对锚索12施加多级荷载的拉拔力，数据采集仪7采集锚索12在多级荷载下产生的位移数据，确保了连续、准确、安全地完成锚索拉拔试验的位移数据的采集，有利于提升工作效率。
60.如图1所示，在可选的实施例中，拉拔机构包括中空千斤顶9、锚具10和夹片11。
61.锚索12依次穿设中空千斤顶9、锚具10以及夹片11；支座1的一侧与中空千斤顶9连接，支座1的另一侧与第一拉线式位移传感器2连接。
62.具体地，中空千斤顶9的内壁围成的腔体形成供锚索12贯穿的通道，腔体中可同时穿设多根锚索12，中空千斤顶9的内径尺寸根据实际需求设置，锚索12依次穿设中空千斤顶9、锚具10和夹片11后，通过锚具10和夹片11实现对锚索12的夹紧，中空千斤顶9用于对锚索12施加拉拔力。
63.中空千斤顶9和第一拉线式位移传感器2通常采用金属材料制作，支座1可以为磁性支座，具体地，磁性支座具有相对的两个侧面，磁性支座的一面设有v型槽，磁性支座的另
一面呈平面结构，磁性支座通过磁性控制开关的开启或闭合来实现与其他零件的吸附固定或分离。
64.例如，将磁性支座放置于中空千斤顶9和第一拉线式位移传感器2之间，磁性控制开关开启后，磁性支座产生磁力，v型槽的槽壁与中空千斤顶9的外壁相吸附，实现中空千斤顶9与磁性支座的固定连接；磁性支座的另一面与第一拉线式位移传感器2的底面相吸附，实现第一拉线式位移传感器2与磁性支座的固定连接。
65.磁性控制开关关闭后，磁性支座的磁力消失，即可实现中空千斤顶9与磁性支座的分离以及第一拉线式位移传感器2与磁性支座的分离。
66.进一步地，需要对穿设中空千斤顶9的多根锚索12测量位移数据时，通过设置与多根锚索12一一对应连接的连接件4以及第一拉线式位移传感器2，实现对多根锚索12的测量。
67.在本实用新型实施例中，锚索12依次穿设中空千斤顶9、锚具10以及夹片11，支座1的一侧与中空千斤顶9连接，支座1的另一侧与第一拉线式位移传感器2连接，有利于锚索拉拔试验用位移测量装置结构的紧凑性，结构简单，装配及拆卸便捷。
68.如图1所示，在可选的实施例中，锚索拉拔试验用位移测量装置还包括承压板8，锚索依次穿设承压板8、中空千斤顶9、锚具10以及夹片11，承压板8的一个侧面用于与混凝土基座相抵接，承压板8的另一个侧面用于与中空千斤顶的端面相抵接。
69.具体地，承压板8的尺寸根据实际需求设置，承压板8上设有供锚索12穿设的通孔，锚索12依次穿设承压板8、中空千斤顶9、锚具10和夹片11，承压板8的一侧与混凝土基座的表面相抵接，承压板8的另一侧与中空千斤顶9的底部相抵接，在中空千斤顶9对锚索12施加拉拔力的过程中，承压板8可以有效地保护混凝土基座的表面。
70.如图1和图2所示，在可选的实施例中，连接件4包括固定板401、连接板402和第一紧固件403。
71.固定板401的一端设有第一通孔404，锚索12穿设第一通孔404与固定板401连接；
72.连接板402通过第一紧固件403与固定板401连接，连接板402能够沿固定板401的长度方向移动，连接板402背离固定板401的一端设有第二通孔407，第一拉线的自由端穿设第二通孔407与连接板402连接；其中，第一通孔404的轴线与第二通孔407的轴线平行。
73.具体地，固定板401的一端设有第一通孔404，第一通孔404与锚索12的外径尺寸相匹配，锚索12穿过第一通孔404后，可以在固定板401的两侧设置卡箍，来实现固定板401与锚索12的相对固定，或者通过焊接方式实现固定板401与锚索12的固定连接。
74.连接板402背离固定板401的一端设有第二通孔407，第二通孔407的轴线与第一通孔404的轴线平行，第一拉线的自由端具有螺杆，第二通孔407和螺杆相匹配，螺杆的长度大于连接板402的厚度，螺杆穿设第二通孔407后，连接板402的两侧各有一个螺母与螺杆连接，由此实现第一拉线式位移传感器2的拉线的自由端与连接板402的固定连接。
75.连接板402可以设于固定板401的一侧，连接板402上背离第二通孔407的一端设有腰型孔，腰型孔的长度根据实际需求设置，固定板401上设有通孔，第一紧固件403可以为螺栓和螺母的组合，螺栓依次穿设腰型孔和通孔后与螺母连接，由此实现连接板402和固定板401的连接。
76.连接板402能够沿固定板401的长度方向移动，通过调整腰型孔与通孔的相对位
置，来调整第一通孔404与第二通孔407之间的间距，确保第一拉线的轴线与锚索12的轴线平行。
77.在本实用新型实施例中，锚索12穿设第一通孔404与固定板401固定连接，第一拉线的自由端穿设第二通孔407与连接板402固定连接，通过移动连接板402来调节第一通孔404和第二通孔407之间的间距，确保第一拉线的轴线与锚索12的轴线平行，结构简单，易操作。
78.如图2所示，在可选的实施例中，固定板401背离第一通孔404的一端设有凹槽，连接板402夹持于凹槽。
79.沿凹槽的槽壁向固定板401的表面延伸形成有螺纹孔，第一紧固件403穿设螺纹孔与连接板402的表面相抵接。
80.具体地，固定板401背离第一通孔404的一端设有u型凹槽，凹槽的槽宽与连接板402的厚度相匹配，沿凹槽的槽壁向固定板401的侧面延伸形成有螺纹孔，螺纹孔的数量根据实际需求设置。例如螺纹孔的数量为两个，两个螺纹孔关于凹槽对称设置。
81.第一紧固件403可以为螺钉，连接板402放置于凹槽中，连接板402的相对的两个表面与凹槽的槽壁相贴合，两个螺钉分别穿设两个螺纹孔，与连接板402的两个相对的表面相抵接，由此实现连接板402与固定板401的固定连接。
82.沿着凹槽的长度方向移动连接板402，可实现第一通孔404和第二通孔407之间的间距的快速调整。需要拆卸时，移除两个螺钉，即可实现固定板401与连接板402的分离。
83.在本实用新型实施例中，固定板401的一端设有凹槽，沿凹槽的槽壁向固定板401的表面延伸形成有螺纹孔，连接板402夹持于凹槽中，第一紧固件403穿设螺纹孔与连接板402的表面相抵接，实现连接板402与固定板401的固定连接，装配及拆卸便捷，同时可实现第一通孔404和第二通孔407之间的间距的快速调整。
84.如图2所示，在可选的实施例中，连接件4还包括第二紧固件406；固定板401背离连接板402的一端设有第一开口405，第一开口405贯穿固定板401，第一开口405与所述第一通孔404连通，所述第二紧固件406用于夹紧所述第一开口405。
85.具体地，固定板401的一端设有第一开口405，第一开口405为条形开口，第一开口405贯穿固定板401的相对的两个表面。第一开口405可以沿固定板401的长度方向布设，第一开口405也可以沿固定板401的宽度方向布设，第一开口405与第一通孔404连通，沿第一开口405向固定板401的相对的两个侧面延伸形成有安装孔。
86.在锚索12穿设第一通孔404的过程中，第一开口405与第一通孔404连通，相当于增大了锚索12与第一通孔404之间的装配间隙，便于锚索12顺利穿过第一通孔404。
87.第二紧固件406可以为螺栓和螺母的组合，也可以为销轴和开口销的组合。例如，螺栓穿设安装孔和第一开口405后与螺母螺纹连接，通过调整螺栓与螺母的旋紧度，来减小第一开口405的间隙，确保锚索12与第一通孔404的孔壁紧密贴合，提高锚索12与固定板401的连接稳固性。或者销轴穿设安装孔和第一开口405后与开口销连接，实现锚索12与固定板401的固定连接。
88.需要拆卸时，移除第二紧固件406，第一开口405的间隙变大，便于固定板401与锚索12的分离。
89.在本实用新型实施例中，固定板401背离连接板402的一端设有第一开口405，第一
开口405与第一通孔404连通，便于锚索12顺利穿过第一通孔404，通过第二紧固件406夹紧第一开口405，确保锚索12与第一通孔404的孔壁紧密贴合，有利于提高锚索12与固定板401的连接稳固性，同时装配和拆卸便捷。
90.如图2所示，在可选的实施例中，连接件4还包括第三紧固件409；连接板402的自由端设有第二开口408，第二开口408贯穿连接板402，第二开口408与第二通孔407连通，第三紧固件409用于夹紧第二开口408。
91.具体地，连接板402的自由端设有第二开口408，第二开口408为条形开口，第二开口408贯穿连接板402的相对的两个表面，第二开口408可以沿连接板402的长度方向布设，第二开口408也可以沿连接板402的宽度方向布设，第二开口408与第二通孔407连通，沿第二开口408向连接板402的相对的两个侧面延伸形成有安装孔。
92.第一拉线的自由端的螺杆穿设第二通孔407后，螺杆的两端分别与螺母连接，第三紧固件409可以为螺栓和螺母的组合，螺栓穿设安装孔和第二开口408后与螺母连接，通过调整螺栓与螺母的旋紧度，来减小第二开口408的间隙，确保螺杆与第二通孔407的孔壁紧密贴合，有利于提高第一拉线的自由端与连接板402的连接稳固性。
93.在本实用新型实施例中，连接板402的自由端设有第二开口408，第二开口408与第二通孔407连通，通过第三紧固件409夹紧第二开口408，有利于提高第一拉线的自由端与连接板402的连接稳固性，进一步有利于确保位移数据的准确度。
94.如图1所示，在可选的实施例中，锚索拉拔试验用位移测量装置还包括第二拉线式位移传感器3和固定组件。
95.第二拉线式位移传感器3固定于支座1，第二拉线式位移传感器3具有第二拉线，第二拉线的自由端通过固定组件固定于混凝土基座，第二拉线的轴线与锚索的轴线平行，第二拉线式位移传感器3用于检测混凝土基座的位移。
96.具体地，第二拉线式位移传感器3和第一拉线式位移传感器2均固定于支座1的同一侧，支座1可以为磁性支座，磁性控制开关开启后，磁性支座的另一面与第一拉线式位移传感器2的底面和第二拉线式位移传感器3的底面相吸附，实现第一拉线式位移传感器2及第二拉线式位移传感器3与磁性支座的固定连接。
97.第二拉线式位移传感器3的拉线的自由端设有螺杆和螺母。定义第二拉线式位移传感器3的拉线为第二拉线，第二拉线的自由端通过固定组件固定于混凝土基座，第二拉线的轴线与锚索12的轴线平行。
98.第二拉线式位移传感器3通过线缆与数据采集仪7连接，拉拔机构对锚索12施加拉拔力后，锚索12移动带动混凝土基座发生微量的移动，混凝土基座发生的位移量与第二拉线的位移量相等。
99.数据采集仪7可以采集第二拉线式位移传感器3在多级荷载下产生的位移数据，对混凝土基座的变形量进行检测。
100.在本实用新型实施例中，数据采集仪7通过线缆与第一拉线式位移传感器2和第二拉线式位移传感器3连接，第二拉线式位移传感器3的拉线的自由端通过固定组件固定于混凝土基座，数据采集仪7可以同时采集锚索12的位移数据和混凝土基座的位移数据，为锚索12的锚固力检测提供更多的数据参考。
101.如图3所示，在可选的实施例中，固定组件包括磁性元件6和螺钉5，螺钉5固定于混
凝土基座，磁性元件6的一侧用于吸附螺钉5，磁性元件6的另一侧用于吸附第二拉线的自由端。
102.具体地，螺钉5钉入混凝土基座，螺钉5可以采用消防专用钉，螺钉5、第二拉线的自由端的螺杆13和螺母14均为金属材料制作，磁性元件6可以为磁铁，磁铁的形状和尺寸不做具体限制，例如磁性元件6为直径为12mm的圆形磁铁，圆形磁铁的一个端面与螺钉5的端部相吸附，圆形磁铁的另一个端面与螺杆13和螺母14的端面相吸附，由此实现第二拉线的自由端与混凝土基座的固定连接。混凝土基座在拉拔力的作用下发生的位移量很小，磁铁的吸附力可以满足对第二拉线的自由端及螺钉5的吸附固定。
103.通过调整螺杆13和螺母14的端面在圆形磁铁的另一个端面上的吸附位置，可以进一步调整第二拉线的轴线，确保第二拉线的轴线与锚索12的轴线平行。
104.需要拆卸时，稍微对磁性元件6施加外力，即可实现磁性元件6与螺钉5的分离，同时可实现磁性元件6与第二拉线的自由端的螺杆13及螺母14的分离，安装及拆卸便捷。
105.在本实用新型实施例中，螺钉5固定于混凝土基座，磁性元件6的一侧与螺钉5吸附，磁性元件6的另一侧与第二拉线的自由端吸附，即可实现第二拉线的自由端与混凝土基座的固定连接，结构简单，安装及拆卸便捷。
106.上述实施例中的位移测量装置同样适用于锚杆拉拔试验的测量。
107.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。