[发明专利]一种桁架锚索锚固性能试验装置及使用方法

说明书

本发明涉及一种桁架锚索锚固性能试验装置及使用方法，包括组合模具箱、箱体支架、混凝土、液压枕及液压枕固定架、锚索拉拔测力计、桁架锚索、锁具、固定三角块；组合模具箱为长方体，在箱体内打孔安装预制锚索孔模具，并沿其内侧空间布设液压枕，注入混凝土浆液，凝固后脱模留出预制锚索孔，液压枕、锚索孔与固定三角块、锚索拉拔测力计共同构建出实验体；所述实验体内部预制的锚索孔内安装桁架锚索，并通过两个锚索拉拔测力计同时拉拔桁架锚索两个端头，来研究桁架锚索在围岩变形过程中支护阻力逐渐增大直到锚索断裂全过程的锚索支护性能。

技术领域

本发明涉及桁架锚索支护技术领域，尤其涉及一种桁架锚索锚固性能试验装置及使用方法。

背景技术

近年来，随着综合机械化开采的不断发展和完善，在复杂地质环境与强采动扰动影响的巷道支护中，桁架锚索被广泛使用，能有效控制巷道顶板完整性差、节理裂隙较发育、回采巷道较破碎等情况。桁架锚索支护特征是，能同时在巷道顶板内水平和垂直方向提供有效的主动预紧力，倾斜布置能控制更大范围内的剪切力，锚固点在巷道帮部斜上方稳固岩体内，承载能力较强。但是，在实际支护中，桁架锚索锚固在顶板围岩深部，看不见，摸不着，对各种地质条件，不同布置方式，不同回采情况，不同长度、直径、抗拉强度及抗剪切强度的桁架锚索支护受力分布规律，以及在围岩大变形中荷载逐渐增大直到锚索断裂全过程，不能实际监测，不能科学有效的认知，通过本实验装置可以对各种矿区不同地质条件下桁架锚索进行监测并可深入研究并可确定合理支护参数，费用低，有重要的研究及应用价值。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述针对桁架锚索在围岩大变形中荷载逐渐增大直到锚索断裂全过程中，其受载荷分布规律及薄弱点不能实际监测及科学有效认识问题，提供一种在技术上简单可行、能实现相似模拟监测且可循环利用的装置及方法。该装置及方法能模拟并监测桁架锚索在围岩大变形中荷载逐渐增大直到锚索断裂全过程中桁架锚索支护性能，分析桁架锚索对周围混凝土体所施加应力的分布规律，为科学有效的认识和评价桁架锚索支护性能以及对围岩的支护效果，提供较详细的监测数据和科学合理的判断依据，提供一种桁架锚索锚固性能试验装置及使用方法。

本发明采用的技术方案是：一种桁架锚索锚固性能试验装置，包括组合模具箱、箱体支架、混凝土、液压枕及液压枕固定架、锚索拉拔测力计、桁架锚索、锁具、固定三角块；组合模具箱为长方体，在箱体内打孔安装预制锚索孔模具，并沿其内侧空间布设液压枕，注入混凝土浆液，凝固后脱模留出预制锚索孔，液压枕、锚索孔与固定三角块、锚索拉拔测力计共同构建出实验体；所述实验体内部预制的锚索孔内安装桁架锚索，并通过两个锚索拉拔测力计同时拉拔桁架锚索两个端头，来研究桁架锚索在围岩变形过程中支护阻力逐渐增大直到锚索断裂全过程的锚索支护性能。

进一步的，所述组合模具箱箱体内部为长方体空腔，由可拆卸钢结构六面体组成，每个面都安装扣锁，能进行拆装，在箱体上板表面设置有注浆口，能接混凝土浆液输送管路；箱体下板是由箱体支架与活动板组成，箱体支架由两个不规则长方体箱与长方体底座组合形成，箱体支架为下大上小的稳定结构，在其箱体顶部伸出一段长方体板，与活动板组合构成组合模具箱的箱体下板；箱体上板、箱体下板打孔安置预制锚索孔模具，模具内层为薄钢管，外层为薄泡沫管，其上端部具有把手，在混凝土成型后，能进行拉拔脱模，留出预制桁架锚索孔；在箱体后板上打孔并安装液压枕固定架，其由连杆框架和螺旋尾组成，摆放架的螺旋尾和连杆框架是可拆卸组装，摆放架能控制液压枕的摆放位置；在箱体前板上对应液压枕的摆放位置打三排孔，预留出液压枕接线孔。

进一步的，所述箱体的前后板钢板长宽尺寸为3.2m×1.2m，箱体的左右板钢板长宽尺寸为1.2m×0.3m，箱体的上下板钢板长宽尺寸为3.2m×0.3m。

进一步的，所述液压枕的测压体镶嵌在所述混凝土的内部，能测试其内部应力，液压枕接线连接液压枕的应力显示表头，组装后能显示应力数据并实时记录，其应力显示表头能旋转，方便实验人员观测、分析。