[發明專利]一種拉剪作用下錨桿錨索力學性能測試系統及其測試方法

有效

• 申請號: 201810031160.0
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN107941617B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 肖同強;神文龍;涂興子;王猛;翟新獻;李如波;李海洋;許磊;尹士花
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10;G01N3/24
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

一種拉剪作用下錨桿錨索力學性能測試系統，包括計算機處理系統和實驗裝置，實驗裝置為框架型結構，實驗裝置沿左右方向橫向設置，實驗裝置的左端和右端均垂直向下固定連接有支撐板，每塊支撐板的底部固定有安裝腳板，實驗裝置的左端部內側設有夾具，實驗裝置的右端設有軸向拉伸組件，通過啟動軸向拉伸組件可以模擬圍巖變形對錨桿錨索的軸向拉拔作用力，實驗裝置的頂部和前部分別設有可以滑動的正向施壓組件和側向施壓組件，可以模擬圍巖錯動對錨桿錨索的橫向剪切作用力；本發明新穎、操作方便，能夠開展不同荷載作用下錨桿錨索拉剪試驗，并且試驗機由液壓系統驅動，實驗數據由計算機處理，大大提高了實驗的便捷性和可靠性。

技術領域

本發明屬于力學性能測試技術領域，具體涉及一種拉剪作用下錨桿錨索力學性能測試系統及其測試方法。

背景技術

巷道支護是煤礦安全生產的基礎，錨桿錨索支護已經成為煤礦巷道采用的經濟有效的支護形式。與傳統的砌碹支護和型鋼支護相比，錨桿支護具有顯著提高巷道支護效果，降低巷道支護成本，減輕工人勞動強度，簡化綜采工作面端頭支護和超前支護工藝，提高工作面回采速度和單產等優點。盡管錨桿錨索支護技術在煤礦上已經得到普遍推廣和應用，但是用于錨桿錨索力學性能測試的實驗設備發展緩慢，現有實驗設備往往只能夠單獨地開展錨桿錨索的軸向拉拔實驗，而不能模擬在軸向拉拔荷載和橫向剪切荷載作用下的錨桿錨索工作過程。因此，現有錨桿錨索測試系統并不能有效地模擬現場狀況。為此，研制出一種拉剪作用下錨桿錨索力學性能測試系統，該發明對于摸清不同荷載作用條件下錨桿錨索的工作機制及其失效機制、設計合理的錨桿錨索技術參數具有重要意義。

發明內容

本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種結構新穎、操作方便、能夠模擬軸向拉拔荷載和橫向剪切荷載作用的錨桿錨索力學性能測試系統及其測試方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種拉剪作用下錨桿錨索力學性能測試系統，包括計算機處理系統和實驗裝置，實驗裝置為框架型結構，實驗裝置沿左右方向橫向設置，實驗裝置的左端和右端均垂直向下固定連接有支撐板，每塊支撐板的底部固定有安裝腳板，實驗裝置的左端部內側設有夾具，實驗裝置的右端設有軸向拉伸組件，實驗裝置的頂部滑動設有正向施壓組件，實驗裝置的前側滑動設有側向施壓組件，軸向拉伸組件上設有位移傳感器和第一壓力傳感器，正向施壓組件和側向施壓組件上分別設有第二壓力傳感器和第三壓力傳感器，第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器以及位移傳感器分別通過數據采集儀與計算機處理系統連接。

軸向拉伸組件包括拉伸油缸和拉板，拉伸油缸的缸體端部固定在實驗裝置的右側面，拉伸油缸的活塞桿水平向右設置，拉伸油缸的活塞桿端部固定有連接板，拉板位于實驗裝置內，連接板通過兩根連接桿與拉板連接，兩根連接桿關于拉伸油缸的軸線對稱設置，實驗裝置的右側面開設有兩個穿孔，兩根連接桿對應穿設在兩個穿孔內，拉板中部設有圓孔，圓孔與夾具的夾口左右對應設置，第一壓力傳感器呈環形托盤式結構，第一壓力傳感器設置在拉板右側面并位于圓孔外周，位移傳感器設置在拉板上。

正向施壓組件包括正向施壓油缸和安裝板，實驗裝置頂部前側和后側均沿長度方向開設有兩條平行的直線滑槽，兩條直線滑槽前后對稱設置，安裝板的前端部下表面與后端部下表面分別固定設置有第一滑塊，兩個第一滑塊分別滑動連接在兩條直線滑槽內，正向施壓油缸固定在安裝板上，正向施壓油缸的活塞桿垂直向下穿過安裝板設置，正向施壓油缸的活塞桿端部固定有位于安裝板下方且截面呈半圓形的正向施壓板，正向施壓板的中心線與圓孔的中心線重合。