[发明专利]用于研究爆破振动对砂浆锚杆强度影响机制的装置及方法

权利要求书

1.一种用于研究爆破对隧道砂浆锚杆强度影响机制的装置，其特征在于，包含振动台，振动台上设置有实验试块固定槽，固定槽上设置有实验试块紧固装置，振动台的台面上放置有两块钢板拼合成的上、下端均开口的实验框架，实验框架沿着固定槽四周设置，实验框架内侧壁上设有一层海绵，振动台上还有两块竖直设置的反力架，两块反力架位于实验框架的两侧且相对平行设置，每块反力架上固定安装有弹簧，弹簧水平设置，一端固定在对应的反力架上，另一端抵接于实验框架的外侧壁上，弹簧处于压缩状态，两个弹簧分别抵接一个所述钢板；测试时，实验框架的上方具有拉拔仪，用于拉拔插设在实验试块中的锚杆，其中，实验试块在测试时安装在所述实验框架内，实验试块为岩石制成，岩石的中间处被挖空填充为喷射混凝土，锚杆的下部的埋设在喷射混凝土中，埋深等于喷射混凝土的厚度。

2.根据权利要求1所述的用于研究爆破对隧道砂浆锚杆强度影响机制的装置，其特征在于，所述反力架为平面状的钢板。

3.根据权利要求1所述的用于研究爆破对隧道砂浆锚杆强度影响机制的装置，其特征在于，两块钢板以及两个弹簧轴对称设置。

4.根据权利要求1所述的用于研究爆破对隧道砂浆锚杆强度影响机制的装置，其特征在于，所述拉拔仪可以在水平平面内移动，以对准锚杆，并可以在竖直方向移动，以拉拔锚杆。

5.一种用于研究爆破对隧道砂浆锚杆强度影响机制的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、试验试块的制作，试验试块包括不同性质的围岩、不同配比材料的砂浆以及不同直径的锚杆；

S2、试验试块制作完毕后，使用声波测试仪对试验试块受爆破振动前后进行声波测试，根据声波测试结果对试块进行分析，从而选取声波测试结果一致的试块进行后续测试；

S3、在如权利要求1-4任一项所述的装置上，利用一部分实验试块进行静力边界条件下的加载，然后进行抗拉拔测试，测得静力边界条件下砂浆锚杆抗拔力；

S4、在如权利要求1-4任一项所述的装置上，利用另一部分实验试块进行不同爆破震动模拟荷载条件下的加载，测得获得围岩-砂浆-锚杆界面对爆破应力波传播影响规律的测试数据；

S5、在如权利要求1-4任一项所述的装置上，进行不同爆破震动模拟荷载条件下的加载，然后进行抗拉拔测试，测得爆破震动模拟荷载条件下砂浆锚杆抗拔力，从而获得爆破振动对砂浆锚杆支护强度的影响的测试数据；

S6、根据S1-S5的结果获得爆破振动作用对砂浆锚杆支护强度的数学定量关系。

6.根据权利要求5所述的用于研究爆破对隧道砂浆锚杆强度影响机制的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，包括以下步骤：

S1.1根据砂浆锚杆设计要求，制作围岩试样，选取不同直径锚杆，并依此在圆柱形围岩上钻取不同直径空孔；

S1.2根据砂浆锚杆设计要求，选取不同材料配比的砂浆，制作试块，并按照设计时间进行养护。

7.根据权利要求5所述的用于研究爆破对隧道砂浆锚杆强度影响机制的方法，其特征在于，所述步骤S2中，包括以下步骤：

S2.1、试验试块制备后，对试验试块进行一致性筛选，使用声波测试仪对试块进行声波测试，包括圆柱体径向与轴向声波测试，选用声波测试结果一致的试块进行爆破振动对比试验；

S2.2、试验试块受爆破振动扰动后，使用声波测试仪对实验试块进行声波测试，包括圆柱体径向与轴向声波测试，对比爆破振动前声波测试结果。