[發明專利]一種錨桿荷載加載試驗裝置

在審

• 申請號: 201810677412.7
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108871965A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 王文杰;王照剛;黃廣明;楊孝亮;王昊;黃詩冰;劉艷章;李海英
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

1.一種錨桿荷載加載試驗裝置，其特征在于所述裝置包括手動液壓泵(1)、加載底座(2)、荷載傳導架(3)、靜載加載裝置(4)、動載加載裝置(5)和數據采集裝置(6)；

加載底座(2)左端的中間位置處設有靜載加載裝置(4)，手動液壓泵(1)與靜載加載裝置(4)通過液壓軟管連接，靠近加載底座(2)右端設有動載加載裝置(5)；加載底座(2)上設有荷載傳導架(3)，荷載傳導架(3)的左端位于靜載加載裝置(4)的外側，荷載傳導架(3)的右端位于動載加載裝置(5)的內側；數據采集裝置(6)的應變片(21)和聲發射傳感器(24)在使用時與待測錨桿(27)和待測試件(28)對應粘接；

靜載加載裝置(4)包括千斤頂支架(7)、穿孔式液壓千斤頂(8)和安裝板(9)；千斤頂支架(7)由2根立柱組成，2根立柱固定在加載底座(2)上平面的左端，安裝板(9)固定在2根立柱的中部偏上處，穿孔式液壓千斤頂(8)固定在安裝板(9)中間位置的安裝孔中；穿孔式液壓千斤頂(8)通過液壓軟管與手動液壓泵(1)連接；

加載底座(2)包括底座(10)、試件底板(11)和滑軌(12)；底座(10)為長方體，在底座(10)上平面的中間位置處沿長邊方向設有試件底板(11)，試件底板(11)的左端靠近底座(10)的左端，試件底板(11)的兩側對稱地設有滑軌(12)；

荷載傳導架(3)包括2塊加載板(13)和4根桿件(14)；2塊加載板(13)外形相同，所述加載板(13)呈“十字架”狀，“十字架”的左端、右端、上端和下端中心對稱地設有通孔；左端的加載板(13)的中心位置處還設有中心孔，4根桿件(14)分別穿過2塊加載板(13)各自對應的通孔，4根桿件(14)的兩端分別通過螺母與2塊加載板(13)對應連接；

動載加載裝置(5)包括滑槽(15)、擺錘(16)、擺桿(17)、擺錘橫桿(18)和2個擺錘支架(20)；2個擺錘支架(20)形狀相同，所述擺錘支架(20)呈等腰梯形，擺錘支架(20)的底部設有滑槽(15)，2個擺錘支架(20)通過滑槽(15)對稱地放置在加載底座(2)對應的兩條滑軌(12)上；擺錘橫桿(18)的兩端活動地安裝在擺錘支架(20)上部的軸承中，擺桿(17)的一端與擺錘(16)固定連接，擺桿(17)的另一端與擺錘橫桿(18)的中間位置處固定連接，擺錘支架(20)的上部設有刻度盤(19)；

數據采集裝置(6)包括應變片(21)、拉壓力傳感器(22)、動態應變儀(23)、聲發射傳感器(24)、數據處理系統(25)和聲發射信號處理器(26)；應變片(21)與動態應變儀(23)的輸入端1連接，拉壓力傳感器(22)與動態應變儀(23)的輸入端2連接；聲發射傳感器(24)與聲發射信號處理器(26)的輸入端連接，聲發射信號處理器(26)的輸出端和動態應變儀(23)的輸出端與數據處理系統(25)連接。

2.如權利要求1所述的錨桿荷載加載試驗裝置，其特征在于所述加載底座(2)的上平面為長方形，長方形的長度為待測錨桿(27)長度的1.5～2倍。

3.如權利要求1所述的錨桿荷載加載試驗裝置，其特征在于所述滑槽(15)的寬度和滑軌(12)的寬度的名義尺寸相同，滑槽(15)深度為滑軌(12)高度的0.9～0.95倍。

4.如權利要求1所述的錨桿荷載加載試驗裝置，其特征在于所述穿孔式液壓千斤頂(8)的中心孔直徑為30mm。

5.如權利要求1所述的錨桿荷載加載試驗裝置，其特征在于所述拉壓力傳感器(22)為穿孔型拉壓力傳感器，穿孔型拉壓力傳感器的中心孔直徑為20mm。

6.如權利要求1所述的用于錨桿荷載加載試驗裝置的測試方法，其特征在于所述測試方法的步驟如下：

步驟一、制作待測試件(28)

根據待研究的礦山地質條件，確定待測試件(28)原料中的水泥、沙、石子和水的質量比，攪拌，澆注，脫模，養護，制得待測試件(28)；澆注時在所澆注的待測試件(28)中心預留有直徑為30mm的鉆孔；

步驟二、安裝試驗裝置

將待測試件(28)置于試件底板(11)上，待測試件(28)位于荷載傳導架(3)間；聲發射傳感器(24)粘接在待測試件(28)上；再將應變片(21)粘接在待測錨桿(27)上，待測錨桿(27)長度的80～85％錨固于待測試件(28)的鉆孔內；

待測錨桿(27)的另一段為螺紋段，螺紋段的螺紋外徑為18mm；螺紋段依次穿過穿孔式液壓千斤頂(8)、加載板(13)的中心孔和拉壓力傳感器(22)；螺紋段的根部預旋有右螺母，螺紋段的端部旋有左螺母，旋緊右螺母和左螺母將加載板(13)和拉壓力傳感器(22)固定于待測錨桿(27)上；所述右側螺母的外圓直徑小于穿孔式液壓千斤頂(8)的中心孔直徑；

步驟三、施加靜載荷

手動液壓泵(1)通過穿孔式液壓千斤頂(8)對加載板(13)逐漸施加靜載荷，直至待測錨桿(27)達到預設靜載值，保持不變；

步驟四、施加動載荷

拉升擺錘(16)至預定高度后釋放，擺錘(16)撞擊加載板(13)，擺錘(16)的沖擊載荷經荷載傳導架(3)傳遞于待測錨桿(27)桿體；

步驟五、記錄數據

數據處理系統(25)記錄待測錨桿(27)的應變值和待測試件(28)中的能量值。