[实用新型]一种用于巷道围岩锚固体力学性能测试的试验系统

说明书

本实用新型公开了一种用于巷道围岩锚固体力学性能测试的试验系统，包括支撑装置，所述的支撑装置分为左、中、右三部分，中部分内部设有待测锚固体模型；左、右部分内部设置有柔性加载气囊，所述的柔性加载气囊与待测锚固体模型之间安装有弹性橡胶传力层；所述的柔性加载气囊与第一动力源相连，实现该气囊的充排气；所述的第一动力源与中心控制系统相连，可实现包括但不限于单纯加卸载、循环荷载工况下的锚固体力学性能的有效测试。

技术领域

本实用新型涉及巷道支护技术测试领域，尤其涉及一种用于巷道围岩锚固体力学性能测试的试验系统。

背景技术

随着煤炭资源开采深度逐年增加，矿井开采逐渐转向深部。在深部高地应力条件下，当巷道开挖后，由于强开挖卸荷效应与应力重分布现象，造成巷道周边一定范围内围岩产生松动破坏。此时，通过安装锚杆并施加一定的预应力，可为松动破坏范围内围岩提供径向约束，使锚杆与围岩形成锚固体承载结构，共同抵抗外部围岩传来的围岩压力作用，有效控制围岩变形破坏，已成为解决巷道稳定性问题最经济有效的方法之一。

锚固体承载结构能否有效形成是影响巷道围岩稳定性的关键。一方面，锚固体力学性能受围岩强度等级、锚杆长度、布设方式、杆体直径、锚固长度、预应力、杆体材质强度等级及锚固剂强度等级等参数的影响。此外，受巷道循环爆破开挖震动影响或临近开采扰动效应影响，锚固体将不可避免的受到周期循环荷载或单纯加卸载等荷载作用工况的影响，这也成为影响锚固体力学性能的重要因素。然而，目前大多数学者在研究锚固体力学性能时，往往选择单一的锚杆或者围岩体进行研究，缺乏对不同锚固设计参数下锚固体力学性能进行深入研究。而且，现有常规试验装置，也难以实现对锚固体力学性能的有效测试。。

发明内容

本实用新型针对在不同围岩强度等级、锚固设计参数及荷载作用工况下，锚固体缺乏有效试验装置的不足，提出了一种用于巷道围岩锚固体力学性能测试的试验系统，可实现不同锚杆长度、布设方式、杆体直径、锚固长度、预应力、杆体材质强度等级及锚固剂强度等级下锚固体力学性能的有效测试。同时，借助中心控制系统和各类测试传感器，还可模拟不同围岩应力状态及单纯加卸载、循环加卸载等不同荷载作用工况。

为实现上述目的，本实用新型的具体技术方案如下：

一种用于巷道围岩锚固体力学性能测试的试验系统，包括支撑装置，所述的支撑装置分为左、中、右三部分，中部分内部设有待测锚固体模型；左、右部分内部设置有柔性加载气囊，所述的柔性加载气囊与待测锚固体模型之间安装有弹性橡胶传力层；所述的柔性加载气囊与第一动力源相连，实现该气囊的充排气；所述的第一动力源与中心控制系统相连，可实现单纯加卸载、循环荷载工况下的锚固体力学性能的有效测试。

进一步的，所述的支撑装置包括底部基座，底部基座上表面左、右两端部设置有约束护罩，底部基座上表面两端部约束护罩之间安装有可视化面框，共同构成了支撑装置左、中、右三部分。

进一步地，所述约束护罩顶部及周边由钢板围护而成，且朝向待测锚固体模型的一侧为开口设置。

进一步地，所述的可视化面框由U形钢板制作而成，可视化面框前、后两端部其中一侧的钢板设置开口，开口部位活动设置有端部挡板，端部挡板尺寸与待测锚固体模型横截面尺寸一致。当拆除端部挡板后，可模拟巷道围岩开挖卸荷效应，待测锚固体模型拆除端部挡板后的该侧模型表面可模拟靠近巷道内部的围岩临空面。

进一步地，所述的可视化面框顶部为环框形结构，环框形结构下表面嵌有高强玻璃，可用于待测锚固体模型破裂演化过程的实时可视化监测。

进一步地，所述的约束护罩及可视化面框底部均可设有外伸翼缘，用于和底部基座的连接。

进一步地，所述的柔性加载气囊安装于约束护罩内部。所述的柔性加载气囊通过进、排气管与第一动力源相连，实现柔性加载气囊的充排气；所述的第一动力源为高压气泵。