[发明专利]一种用于测试锚杆综合力学性能的试验台及测试方法

权利要求书

1.一种用于测试锚杆综合力学性能的试验台，包括安装测试台(1)和与安装测试台(1)对应设置的工作测试台(2)，其特征在于：还包括：

设置在所述安装测试台(1)上的推进与搅拌测试机构、安装预紧测试机构，所述推进与搅拌测试机构用于驱动锚杆(5)绕其轴线转动并使锚杆(5)沿安装测试台(1)直线移动，以将锚杆(5)的一端锚固于工作测试台(2)的钻孔模型内；所述安装预紧测试机构通过转动拧紧锚杆(5)外露端的螺母以对所述锚杆(5)施加轴向预紧力；

设置在工作测试台(2)上的弯曲载荷测试机构、轴向载荷测试机构、剪切载荷测试机构和冲击载荷测试机构；所述弯曲载荷测试机构用于对锚杆(5)施加弯曲载荷，使锚杆(5)发生弯曲形变；所述轴向载荷测试机构用于对锚杆(5)施加轴向拉伸载荷，使锚杆(5)发生轴向形变；所述剪切载荷测试机构用于对锚杆(5)施加剪切载荷，使锚杆(5)发生径向剪切形变；所述冲击载荷测试机构用于对锚杆(5)施加瞬时冲击载荷，使锚杆(5)发生冲击形变。

2.根据权利要求1所述的用于测试锚杆综合力学性能的试验台，其特征在于，所述推进与搅拌测试机构包括：

推进装置(31)，所述推进装置(31)包括推进马达(311)和滚珠丝杠(312)，所述推进马达(311)固定于所述安装测试台(1)的端部，所述滚珠丝杠(312)与推进马达(311)的输出轴固定连接；

搅拌与安装预紧装置(32)，所述搅拌与安装预紧装置(32)包括搅拌与安装马达(321)和推进平车(322)，所述推进平车(322)滑动安装于安装测试台(1)顶面上的滑轨上，且推进平车(322)与滚珠丝杠(312)的丝杠螺母固定连接，所述推进平车(322)上固定安装有搅拌与安装马达(321)，所述搅拌与安装马达(321)用于驱动锚杆(5)绕其轴线转动；

动态扭矩转速传感器(101)，两个所述动态扭矩转速传感器(101)分别安装于推进马达(311)的输出轴上、搅拌与安装马达(321)的输出轴上。

3.根据权利要求1所述的用于测试锚杆综合力学性能的试验台，其特征在于，所述安装预紧测试机构包括：

拉伸装置(6)，所述拉伸装置(6)包括冲击梁(62)和拉伸顶梁(61)，所述拉伸顶梁(61)与冲击梁(62)对应设置，用于阻止冲击梁(62)沿锚杆(5)轴向移动；

搅拌与安装预紧装置(32)，所述搅拌与安装预紧装置(32)上的搅拌与安装马达(321)输出端连接有安装套筒(323)，所述安装套筒(323)与所述锚杆(5)外露端的螺母连接，所述安装套筒(323)在搅拌与安装马达(321)的驱动下绕所述锚杆(5)的轴线旋转，以使所述锚杆(5)外露端固定于所述冲击梁(62)的端面上；

负荷传感器(103)，所述负荷传感器(103)位于所述拉伸顶梁(61)与冲击梁(62)之间，用于测试所述拉伸顶梁(61)与冲击梁(62)之间的正压力；

动态扭矩转速传感器(101)和静态扭矩转速传感器(102)，所述动态扭矩转速传感器(101)安装于搅拌与安装马达(321)输出轴与安装套筒(323)之间，所述静态扭矩转速传感器(102)与所述钻孔模型的模型固定套管(92)固定连接。

4.根据权利要求1所述的用于测试锚杆综合力学性能的试验台，其特征在于，所述弯曲载荷测试机构包括：偏转装置(4)、弯曲应力计(104)，所述锚杆(5)一端插入钻孔模型以形成锚固段(22)与自由段(21)，所述偏转装置(4)套装于锚杆(5)的外露端，用于使所述锚杆(5)发生弯曲变形，所述锚杆(5)在钻孔模型的孔口处形成第一弯曲部，在锚固段(22)与自由段(21)的分界面处形成第二弯曲部，所述弯曲应力计(104)分别安装在第一弯曲部和第二弯曲部，用于测试锚杆(5)的弯曲应力。

5.根据权利要求4所述的用于测试锚杆综合力学性能的试验台，其特征在于，所述偏转装置(4)包括斜垫板(41)和托盘(42)，所述托盘(42)固定套设于锚固在钻孔模型内的锚杆(5)的外露端上，所述斜垫板(41)安装于钻孔模型的孔口处，且位于托盘(42)与冲击梁(62)之间，用于改变所述托盘(42)安装面法线与钻孔模型轴线之间的夹角。