[发明专利]一种动静耦合加载锚固体试验装置在审
申请号: | 201911021379.3 | 申请日: | 2019-10-25 |
公开(公告)号: | CN110595918A | 公开(公告)日: | 2019-12-20 |
发明(设计)人: | 殷志强;陈治宇;詹绍奇;常聚才;李传明;史文豹;齐潮;蒋志雄 | 申请(专利权)人: | 安徽理工大学 |
主分类号: | G01N3/30 | 分类号: | G01N3/30;G01N3/10 |
代理公司: | 11357 北京同辉知识产权代理事务所(普通合伙) | 代理人: | 杨敬 |
地址: | 232001 安徽*** | 国省代码: | 安徽;34 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 试件 入射杆 锚固体 施加 动态载荷 缓冲装置 试验装置 耦合 加载板 静载荷 加载 数据采集装置 数据处理装置 动态传感器 试验室条件 安全试验 加载装置 静态压力 静压控制 控制油缸 力学特性 轴向位移 子弹撞击 加载轴 控制箱 下油缸 伸长 锚杆 围岩 加压 子弹 传递 记录 | ||
本发明涉及一种动静耦合加载锚固体试验装置,装置包括:子弹、入射杆、静载荷加载装置、试件、数据采集装置、数据处理装置、缓冲装置、静压控制箱和基座,静载荷的施加是通过控制箱控制油缸的压力,在压力的作用下油缸上的加载轴伸长,对加载板进行加压,加载板将静态压力施加到试件上,在入射杆上装有动态传感器记录施加的动态载荷的大小、时间、波形,通过子弹撞击入射杆,入射杆将动态载荷传递给试件,达到施加动载的目的,从而实现锚固体试件的动静载荷耦合加载,为模拟现场围岩的位移情况,这里的试件是可以在动载作用下向轴向位移,为了安全试验,在试验装置的后边增加了缓冲装置,以防止锚杆或者试件飞出,本发明实现了在试验室条件下,对锚固体的动静态态力学特性的测定。
技术领域
本发明涉及矿山巷道锚杆支护技术试验领域,具体地涉及了一种动静耦合加载锚固体试验装置。
背景技术
锚杆支护技术是煤矿等地下巷道最常用的矿山巷道支护方式,它具有低成本,支护速度块,经济效果显著的优点。随着锚杆在工程中的应用越来越广,锚杆经历了从低强度、高强度、预应力及恒阻预应力锚杆等几个阶段,逐渐发展成为了矿山巷道及水利边坡等的主要支护方式。近年来随着煤矿开采深度的增加,锚杆支护结构不仅承受着巷道围岩变形产生的静载荷,同时也会受到巷道开挖或开采等强扰动的影响。在这种高应力,强扰动作用下,锚杆支护失效问题愈发突出,这已经成为影响工人安全和生产效益的重要问题。
近年来,国内外许多学者开展了关于锚杆材料、锚固性能、锚固力学机理以及锚杆失效机理方面的研究,许多学者认识到矿山及巷道所遭受的动态载荷是锚杆支护失稳的重要因素之一。为探究动态载荷对锚杆的作用机理,许多学者在这方面进行了大量的研究,研制了相应的试验设备以及提出了新的研究方法,如专利号为201810199245.X介绍了一种动态下锚杆与围岩力学特性研究装置及其使用方法;专利号为201710695466.1公开了一种锚杆抗冲击性能动态定量装置及其试验方法等一系列研究锚杆及其锚固性能专利相继注册公开。然而,大多数专利和方法仅仅探讨了锚杆及其锚固体在动态载荷作用下的作用机理,未能考虑到巷道围岩围压大小和动态载荷耦合作用下对锚杆及锚固性能的影响。从现场锚杆的锚固性能来看,巷道所处的力学环境极大的影响着锚杆支护体的支护效果,围压的增大,往往使得动态载荷作用效果更加明显,具体的作用机理有待进一步研究,因而探讨围压和动态载荷对锚杆及锚杆支护体的作用机理很有必要。
发明内容
为了解决上述问题,本申请的发明目的是提供一种动静耦合加载锚固体试验装置,它可以实现对锚杆及围岩在受到围压和动载荷作用下的力学特性和破坏规律的测定。
为了完成本申请的发明目的,本申请采用以下技术方案:
本发明的一种动静耦合加载锚固体试验装置,它包括:子弹、静压控制箱、试件、入射杆、数据采集装置、数据处理装置、缓冲装置和基座,在基座上分别装有前承载组块和顶承载组块,在基座上还安装有底部加载油缸、前加载油缸,在前承载组块的内侧端装有前前加载油缸,在顶承载组块向下一侧安装有顶承载轴,子弹、入射杆、试件、缓冲装置在同一直线上,其特征在于:它还包括:防倾支架、加载板、油压管线、传感器1、传感器2,加载板包括顶加载板、底加载板、前加载板、后加载板,在前加载板上有五个传感器粘贴开口,传感器粘贴开口内部试件上粘贴有传感器2,防倾支架与基座连接,在其一侧有一个旋转轴辊支撑后加载板。
本发明的一种动静耦合加载锚固体试验装置,其中:所述加载板是带有加载板滑槽的长方形板,其内侧为光滑平面,前加载板垂直于底加载板并接触于底加载板内侧,前加载板的接触边为弧形棱边,顶加载板垂直于前加载板并接触于前加载板内侧,顶加载板的接触边弧形棱边,后加载板垂直于顶加载板并接触于顶加载板内侧,后加载板的接触边为弧形棱边,底加载板垂直于后加载板并接触于后加载板内侧,底加载板的接触边为弧形棱边。
本发明的一种动静耦合加载锚固体试验装置,其中:所述试件上装有锚杆、及液压测力计,用预紧螺母进行预紧,试件的两长端略长于加载板。
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