[發明專利]一種全長錨固錨桿拉拔試驗裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 201810681114.5
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN109056848B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 姚直書;劉小虎;李萬峰;程樺;薛維培
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學;淮南礦業（集團）有限責任公司
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成

本發明提供一種全長錨固錨桿拉拔試驗裝置，該裝置包括設于工作臺一端的淋水系統，淋水系統設有與鋼管套筒連接并為其供水的水箱；鋼管套筒的一端連接淋水系統，另一端連接加壓系統，中間設有放置錨桿的空腔；溫控系統包括聚乙烯多層管設于鋼管套筒外壁；硅橡膠加熱帶纏繞于鋼管套筒外壁，和溫度控制器用于控制硅橡膠加熱帶加熱；加壓系統設于工作臺的另一端，包括拉拔力加載組件和油壓加載器，拉拔力加載組件用于測量油壓加載器輸出的壓力以及在壓力作用下錨桿的軸向位移。本發明的實驗裝置可以實現全長錨固體在溫度、水環境作用下，拉拔測試同步進行，客觀地反映了被測試錨固材料在深部地下受地熱及地下水作用下的力學狀態和破壞特征。

技術領域

本發明涉及錨桿拉拔試驗技術領域，特別涉及一種全長錨固錨桿拉拔試驗裝置及試驗方法。

背景技術

隨著煤礦逐漸向深部開采，深度、廣度和強度的不斷增加，地下深部巷道出現大量諸如：松軟膨脹圍巖巷道、破碎圍巖巷道、受地溫以及地下水影響的巷道等復雜困難巷道。煤礦巷道需要支護才能確保巷道安全，煤礦巷道支護普遍采用錨桿支護技術，近些年，樹脂錨桿支護技術由于具有快速承載、高粘結性、主動受載等優點，尤其隨著錨固劑成本的降低和粘結性能的提高，使得樹脂錨桿支護技術在煤礦巷道支護中得到了較為廣泛的應用。然而，對于地下深部復雜困難的巷道，其受地熱及地下水共同作用，使得錨桿支護的應用并不能取得良好的效果。針對這些地下深部復雜困難巷道采用預應力全長樹脂錨固支護技術及時主動地控制圍巖變形成為首選。

中國發明專利《錨固材料高溫拉拔實驗裝置及其實驗方法》(專利申請號：201410813728.6)提供了一種錨固材料高溫拉拔實驗裝置及其實驗方法，此發明可以實現高溫下錨固材料的拉拔實驗，但是實驗僅模擬在溫度影響下的拉拔試驗，與真實的深度地下受地溫和水耦合作用下錨桿錨固有一定的差距。

論文《水和溫度對樹脂錨桿錨固力的影響》及《全長預應力錨桿樹脂錨固劑力學性能研究》中，是針對錨桿錨固在溫度和水作用下的拉拔試驗，但是將溫度和水對錨桿錨固影響分別研究，沒有反映現場地溫和水耦合作用；而且在做溫度對樹脂錨桿錨固性影響試驗中，對溫度控制并不精確。試驗中錨桿錨固長度也較短與施工現場全長錨固支護長度差距較大，故其試驗測定并不準確。

發明內容

本基于現有的錨固錨桿拉拔試驗所存在的不足，本發明提供一種適用于高溫及地下水作用下的全長錨固錨桿拉拔試驗監測系統。在溫度與水耦合作用下的全長錨固錨桿拉拔試驗能模擬錨桿在深部地下巷道中的實際支護環境，通過聲發射裝置及光纖光柵應變傳感器能深入研究錨桿拉拔試驗過程中的錨桿及錨固體的應力、應變，為深部地下巷道支護設計提供重要的依據。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種全長錨固錨桿拉拔試驗裝置，其改進之處在于，該裝置包括工作臺、淋水系統、溫控系統、鋼管套筒以及加壓系統，其中，

所述淋水系統設于所述工作臺的一端，包括水箱，所述水箱與所述鋼管套筒連接，為所述鋼管套筒供水；

所述鋼管套筒設于所述工作臺的鋼管套筒架上，所述鋼管套筒中間設有放置錨桿的空腔，所述鋼管套筒的一端連接所述淋水系統，另一端連接所述加壓系統；

所述溫控系統設于所述鋼管套筒上，包括聚乙烯多層管設于所述鋼管套筒外壁用于保溫；硅橡膠加熱帶纏繞于所述鋼管套筒外壁和所述聚乙烯多層管之間用于提供熱量，和溫度控制器用于控制所述硅橡膠加熱帶加熱；

所述加壓系統設于所述工作臺的另一端，包括拉拔力加載組件和油壓加載器，所述拉拔力加載組件用于測量所述油壓加載器輸出的壓力以及在所述壓力作用下所述錨桿的軸向位移。

優選地，在上述的全長錨固錨桿拉拔試驗裝置中，

所述淋水系統包括水箱架，所述水箱架包括設于所述工作臺一端的平行立柱以及設于所述平行立柱上的矩形框，所述水箱設于所述矩形框內；