[發(fā)明專利]一種錨桿錨固特性實(shí)驗(yàn)平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310194762.5
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN103234830A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李青鋒;楊黨委;朱川曲;周澤
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10;G01N3/34;G01N3/28
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所 43108
• 代理人: 顏昌偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種錨桿錨固特性實(shí)驗(yàn)平臺。

背景技術(shù)

錨桿錨固支護(hù)作為一種經(jīng)濟(jì)、有效的支護(hù)方式，目前已經(jīng)在國內(nèi)外被普遍應(yīng)用于礦井和隧道工程中，是煤礦實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效必不少的關(guān)鍵技術(shù)之一，我國煤礦巷道錨桿用量至少在5000萬根以上。但由于錨桿支護(hù)加固對象的復(fù)雜性，至今對于錨桿支護(hù)的原理還沒有一個統(tǒng)一全面的認(rèn)識。當(dāng)錨桿在支護(hù)中受到圍巖的靜壓和動壓時達(dá)不到巷道維護(hù)要求將引發(fā)垮落、冒頂?shù)仁鹿剩虼藢τ趶?fù)雜條件下錨桿的錨固機(jī)理、與圍巖相互作用關(guān)系、應(yīng)力分布規(guī)律及錨桿錨固體承載特性等問題作深入的研究很有必要。但是，現(xiàn)場實(shí)測經(jīng)常受到環(huán)境條件的限制及多種不確定因素的影響，難以開展。相比較而言，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的錨固特性實(shí)驗(yàn)研究更容易獲得系統(tǒng)內(nèi)部規(guī)律，從而為工程提供技術(shù)支持。目前，尚沒有一種對錨桿錨固可進(jìn)行靜動力加載的實(shí)驗(yàn)平臺，多為在普通的萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行錨固特性測試。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種可對于復(fù)雜條件下錨桿的錨固機(jī)理、與圍巖相互作用關(guān)系、應(yīng)力分布規(guī)律及錨桿錨固體承載特性等問題進(jìn)行模擬研究的錨桿錨固特性實(shí)驗(yàn)平臺。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：包括受力反拱裝置、錨桿、混凝土試件和混凝土基座，所述的受力反拱裝置安裝在混凝土基座上，由左側(cè)千斤頂支撐墻、右側(cè)千斤頂支撐墻和混凝土基座內(nèi)布置的錨筋組成，混凝土試件設(shè)置在受力反拱裝置內(nèi)，混凝土試件的左側(cè)面和右側(cè)面分別通過一塊受力鋼板及多個液壓千斤頂支撐在左側(cè)千斤頂支撐墻和右側(cè)千斤頂支撐墻上，混凝土試件的底面通過受力鋼板及多個液壓千斤頂支撐在混凝土基座上，所述的混凝土基座前端中部設(shè)有電鉆導(dǎo)軌；兩側(cè)對稱設(shè)有多對垂直于點(diǎn)鉆導(dǎo)軌的鋼板插槽，一對鋼板插槽內(nèi)設(shè)有隔縫鋼板；隔縫鋼板通過錨桿螺母與錨桿連接，錨桿與混凝土試件錨固連接。

上述的錨桿錨固特性實(shí)驗(yàn)平臺中，還包括動力加載實(shí)驗(yàn)部分，所述的動力加載實(shí)驗(yàn)部分設(shè)在混凝土基座的后端，包括豎直設(shè)置的兩立柱和重錘，兩立柱上端對稱設(shè)有一對水平設(shè)置的鋼板插槽，該對鋼板插槽內(nèi)設(shè)有一第二隔縫鋼板，下部對稱設(shè)有多對水平設(shè)置的鋼板插槽，其中一對插槽內(nèi)設(shè)有一第三隔縫鋼板。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明可以完成對樹脂錨桿的錨固、靜力加載和動力加載時錨桿錨固特性實(shí)驗(yàn)研究；采用混凝土試件模擬圍巖，通過液壓千斤頂對混凝土試件施加圍壓，可真實(shí)模擬礦山樹脂錨桿的圍巖條件；另外，當(dāng)對錨桿進(jìn)行測力實(shí)驗(yàn)時，由于實(shí)驗(yàn)平臺對錨桿的非錨固段未設(shè)任何隔擋，實(shí)驗(yàn)時可以在錨桿非錨固段安裝各種速度、加速度和力傳感器來收集錨桿在靜動載作用下的力學(xué)響應(yīng)；本發(fā)明使樹脂錨桿的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)研究更加方便、快捷。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的俯視圖。

圖2是圖1中的A向視圖。

圖3是圖1中的B向視圖。

圖4是本發(fā)明靜力加載拉拔試驗(yàn)時錨桿圖。

圖5是本發(fā)明動參數(shù)檢測試驗(yàn)時錨桿圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

如圖1、2所示，本發(fā)明包括受力反拱裝置1、混凝土基座3、錨桿4和混凝土試件7，所述的受力反拱裝置1安裝在混凝土基座3上，由左側(cè)千斤頂支撐墻11、右側(cè)千斤頂支撐墻14和混凝土基座3內(nèi)布置的錨筋組成，混凝土試件7設(shè)置在受力反拱裝置1內(nèi)，混凝土試件7的左側(cè)面和右側(cè)面分別通過一塊受力鋼板13及四個液壓千斤頂12支撐在左側(cè)千斤頂支撐墻11和右側(cè)千斤頂支撐墻14上，混凝土試件7的底面通過受力鋼板13及四個液壓千斤頂12支撐在混凝土基座3上，所述的混凝土基座3前端中部設(shè)有電鉆導(dǎo)軌31，兩側(cè)對稱設(shè)有三對垂直于電鉆導(dǎo)軌31的鋼板插槽32，一對鋼板插槽32內(nèi)設(shè)有隔縫鋼板5；隔縫鋼板5通過錨桿螺母6與錨桿4連接，錨桿4與混凝土試件7錨固連接。

如圖2、3所示，所述的混凝土基座3后端設(shè)有動力加載實(shí)驗(yàn)裝置，所述的動力加載實(shí)驗(yàn)裝置包括豎直設(shè)置的兩立柱2和重錘10，兩立柱2上端對稱設(shè)有一對鋼板插槽21，插槽內(nèi)設(shè)有一第二隔縫鋼板8，下部對稱設(shè)有四對鋼板插槽21，其中一對鋼板插槽21內(nèi)設(shè)有一第三隔縫鋼板9。對錨桿4進(jìn)行動力加載實(shí)驗(yàn)時，將上端的第二隔縫鋼板8通過錨桿螺母6與錨桿4連接，使得與錨桿4錨固連接的混凝土試件7位于兩立柱2之間，混凝土試件7的上端壓緊第三隔縫鋼板9，重錘10套裝在第二隔縫鋼板8和第三隔縫鋼板9之間的錨桿4上，通過重錘10的自由落體，撞擊混凝土試件7，實(shí)現(xiàn)對錨固錨桿4的動力加載，從而完成對錨桿錨固的動力加載特性的實(shí)驗(yàn)研究。

本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)步驟如下：