[发明专利]金属网片动载试验方法及试验台

说明书

本发明提供一种金属网片动载试验台及试验方法。该试验台包括：落锤、动态力监测机构、位移监测机构、图像采集机构、试验平台和试验机架；试验平台用于安装待测金属网片；落锤位于待测金属网片的上方且滑动安装于试验机架，用于提供动载试验所需冲击力；动态力监测机构安装于落锤上，用于监测落锤所提供的冲击力；位移监测机构安装于试验机架的下方，用于监测待测金属网片的位移量；图像采集机构用于采集待测金属网片的形变量。本发明通过测量落锤所提供的冲击力、待测金属网片的位移和待测金属网片的形变量，实现对各种矿用金属网片的动载受力、变形及吸能能力的测试，可定量评价不同金属网片的抗冲击性能。

技术领域

本发明涉及试验装备技术领域，尤其涉及一种金属网片动载试验台及试验方法。

背景技术

冲击地压是煤炭深部开采中经常遇到的典型煤岩动力灾害，随着开采深度的增加，冲击地压发生的强度和频次均显著增加。从冲击地压发生的位置区域来看，冲击地压主要发生在回采巷道中，因此，回采巷道冲击地压防冲技术一直是国内外学者研究的重点。其中冲击地压巷道支护技术作为实现巷道防冲的重要手段之一，越来越受到国内外学者的关注。锚杆支护作为最常用的巷道支护方式，其支护形式具有较强的抗冲击性能，但冲击地压巷道对锚杆支护材料及构件具有特殊的要求，与静压巷道锚杆支护构件相比，冲击地压巷道锚杆支护构件要求更高，冲击地压巷道支护构件不但要有高的静载强度，还要有高的吸能特性。

金属网作为锚杆支护中重要的支护构件，在静载作用下，高质量的金属网能有效扩散锚杆的预应力场，使锚杆的高预应力扩散至围岩深部，有效控制锚杆间岩层的变形。同时，金属网受到冲击地压动载荷作用时，金属网能与围岩同步变形，从而吸收冲击地压释放的冲击动能。金属网力学性能与铁丝直径、材质、联结方式等因素密切相关，国内外学者对不同金属网的静载力学性能进行了大量的研究工作，揭示了不同规格金属网的静载力学性能，但对矿用锚杆支护金属网的动载力学性能研究较少，国外仅有1997年南非学者Ortlepp在以前试验的基础上对金属网进行了动载荷试验，金属网被四个托板固定，锚杆悬吊于上方的钢梁上，网的四周固定以模拟网的整体性，用从不同高度落下的混凝土块模拟岩爆等现象发生时的冲击载荷。由于试验系统简单，监测手段不完善等原因，仅能定性评估不同金属网的抗冲击力学性能，还处于感性认识阶段，试验数据结果准确性较差，无法定量分析，缺乏全面、深入、系统的研究。

发明内容

本发明提供一种金属网片动载试验台及试验方法，用以解决现有技术中锚杆支护金属网的动载力学性能试验数据准确性较差，缺乏定量分析的缺陷。

本发明提供一种金属网片动载试验台，包括：落锤、动态力监测机构、位移监测机构、图像采集机构、试验平台和试验机架；其中，

所述试验平台用于安装待测金属网片；

所述落锤位于所述待测金属网片的上方且滑动安装于所述试验机架，用于提供动载试验所需冲击力；

所述动态力监测机构安装于所述落锤上，用于监测所述落锤所提供的冲击力；

所述位移监测机构安装于所述试验机架的下方，用于监测所述待测金属网片的位移量；

所述图像采集机构用于采集所述待测金属网片的形变量。

其中，还包括控制系统，所述控制系统用于根据试验所需冲击能量计算所述落锤的重量以及设置高度，并根据所述待测金属网片承受的冲击力与位移量计算得出冲击能量时程曲线。

其中，所述试验平台包括平台本体、压板和紧固件，所述待测金属网片放置于所述平台本体上，所述压板通过紧固件压紧固定于所述待测金属网片的外缘。

其中，所述压板为钢护板或钢筋梯。

其中，所述紧固件为螺栓和螺母，所述压板的两端和所述平台本体上均设有供所述螺栓穿过的通孔，所述螺栓穿过所述通孔与所述螺母栓接。

其中，所述动态力监测机构为动态力传感器。