[发明专利]一种岩体离层错位对锚索破断影响的试验装置

说明书

本发明涉及锚索破断的试验装置，包括框架、离层千斤顶、错位千斤顶、钢管、数据采集器、液压动力控制台、平板轴承、锚索；用钢管模拟岩体中的钻孔；在钢管上切割缝隙模拟岩体离层；锚索托盘、锁具和斜口套筒的斜口实现锚索外露段和钢管内锚索段之间轴向不一致；离层千斤顶和错位千斤顶施加的作用力引起钢管上切割缝隙的开启和错位模拟岩体离层及错位；滑动块、框架和滑动块之间均安装有平板轴承滑动块；滑动块沿轴向固定模拟岩体钻孔的钢管；通过安装在锚索上的应力传感器和数据采集器采集锚索在不同受力条件下的应力变化数据，计算机记录和保存数据；该试验装置有助于研究锚索的破断原因分析，锚索受力状态分析，岩体变形破坏对锚索的作用分析。

技术领域

本发明属于一种锚索破断的试验装置，用于研究锚索的破断原因分析，锚索受力状态分析，岩体变形破坏对锚索的作用分析。

背景技术

锚杆锚索支护已经是煤矿巷道的主要支护形式之一，锚索通常作为加强支护手段，它具有主动加固围岩、支护强度大，施工成本低，施工速度快等优点，现已成为煤矿巷道顶板和两帮支护的主要措施和方法。但在锚索安装和使用过程中存在锚索断裂导致安全事故的现象。锚索安装在围岩内，围岩的变形破坏及锚索安装不合理均会造成锚索的破断，有的锚索断股后可能发生弹射引起伤人。同时锚索的整体强度降低，造成支护结构的承载能力降低，在采掘扰动的影响作用下支护体系会进一步破坏，造成连锁破断反应，严重威胁矿山得安全生产。

目前对巷道支护的锚索破断分析方法有以下几种：1)现场调查，通过收集矿井现场大量的锚索破断的调查资料，如锚索破断的形式、位置和形态，分析锚索破断的原因，制定防止锚索支护破断的措施和方法。2)实验室试验，在压力机上安装和固定锚索进行张拉，研究锚索破断屈服极限和破断形态。这些方法均有各自的局限性，需要一种能模拟锚索工作状态下破断的试验装置，即模拟围岩变形破坏对锚索破断产生何种影响的试验装置。

发明内容

为了克服现有研究方法和试验装置所存在的不足，本发明在于提供一种锚索破断的试验装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种岩体离层错位对锚索破断影响的试验装置，包括框架、离层千斤顶、错位千斤顶、钢管、数据采集器、液压动力控制台、平板轴承、锚索及附件。

锚索破断试验模拟环境的实现方法：用钢管模拟岩体中的钻孔；在钢管上切割缝隙模拟岩体离层；通过离层千斤顶给滑动块施加推力模拟岩体离层作用力；错位千斤顶给滑动块施加推力模拟岩体错位作用力；通过液压控制台内的液压泵控制离层千斤顶和错位千斤顶的推力大小，模拟岩体离层错位的作用力。

锚索托盘、锁具和斜口套筒的斜口实现锚索外露段和钢管内锚索段之间轴向不一致。

离层千斤顶和滑动块、框架和滑动块之间均安装有平板轴承滑动块，实现滑动块的顺利移动。

滑动块沿轴向固定模拟岩体钻孔的钢管。

锚索托盘和锁具安装在斜口套筒上，斜口套筒和钢管的轴向一致。

通过安装在锚索上的应力传感器和数据采集器采集锚索在不同受力条件下的应力变化数据，计算机记录和保存数据。

一种岩体离层错位对锚索破断影响的试验装置的操作方法：

步骤一：根据试验需要截取锚索，准备锁具和托盘；在锚索上安装应力传感器。

步骤二：把斜口套筒安装在钢管一端，将锚索安装在钢管内，并将应力传感器数据线从钢管内引出，在锚索两端分别安装托盘和锁具，并施加达到设计预紧力。

步骤三：通过固定块固定钢管，滑动块沿钢管轴向布置，在钢管上切缝，再固定块和滑动块之间安装离层千斤顶和平板轴承，在滑动块和框架之间安装平板轴承。