[發明專利]一種桁架錨索錨固性能試驗裝置及使用方法

在審

• 申請號: 202010029149.8
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111089779A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 陳冬冬;謝生榮;吳曉宇;陳平;何文瑞;紀春偉;孫耀輝;王恩
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G01N3/08;G01N3/24;G01M13/00
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務所 32110
• 代理人: 韓曉斌

本發明涉及一種桁架錨索錨固性能試驗裝置及使用方法，包括組合模具箱、箱體支架、混凝土、液壓枕及液壓枕固定架、錨索拉拔測力計、桁架錨索、鎖具、固定三角塊；組合模具箱為長方體，在箱體內打孔安裝預制錨索孔模具，并沿其內側空間布設液壓枕，注入混凝土漿液，凝固后脫模留出預制錨索孔，液壓枕、錨索孔與固定三角塊、錨索拉拔測力計共同構建出實驗體；所述實驗體內部預制的錨索孔內安裝桁架錨索，并通過兩個錨索拉拔測力計同時拉拔桁架錨索兩個端頭，來研究桁架錨索在圍巖變形過程中支護阻力逐漸增大直到錨索斷裂全過程的錨索支護性能。

技術領域

本發明涉及桁架錨索支護技術領域，尤其涉及一種桁架錨索錨固性能試驗裝置及使用方法。

背景技術

近年來，隨著綜合機械化開采的不斷發展和完善，在復雜地質環境與強采動擾動影響的巷道支護中，桁架錨索被廣泛使用，能有效控制巷道頂板完整性差、節理裂隙較發育、回采巷道較破碎等情況。桁架錨索支護特征是，能同時在巷道頂板內水平和垂直方向提供有效的主動預緊力，傾斜布置能控制更大范圍內的剪切力，錨固點在巷道幫部斜上方穩固巖體內，承載能力較強。但是，在實際支護中，桁架錨索錨固在頂板圍巖深部，看不見，摸不著，對各種地質條件，不同布置方式，不同回采情況，不同長度、直徑、抗拉強度及抗剪切強度的桁架錨索支護受力分布規律，以及在圍巖大變形中荷載逐漸增大直到錨索斷裂全過程，不能實際監測，不能科學有效的認知，通過本實驗裝置可以對各種礦區不同地質條件下桁架錨索進行監測并可深入研究并可確定合理支護參數，費用低，有重要的研究及應用價值。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述針對桁架錨索在圍巖大變形中荷載逐漸增大直到錨索斷裂全過程中，其受載荷分布規律及薄弱點不能實際監測及科學有效認識問題，提供一種在技術上簡單可行、能實現相似模擬監測且可循環利用的裝置及方法。該裝置及方法能模擬并監測桁架錨索在圍巖大變形中荷載逐漸增大直到錨索斷裂全過程中桁架錨索支護性能，分析桁架錨索對周圍混凝土體所施加應力的分布規律，為科學有效的認識和評價桁架錨索支護性能以及對圍巖的支護效果，提供較詳細的監測數據和科學合理的判斷依據，提供一種桁架錨索錨固性能試驗裝置及使用方法。

本發明采用的技術方案是：一種桁架錨索錨固性能試驗裝置，包括組合模具箱、箱體支架、混凝土、液壓枕及液壓枕固定架、錨索拉拔測力計、桁架錨索、鎖具、固定三角塊；組合模具箱為長方體，在箱體內打孔安裝預制錨索孔模具，并沿其內側空間布設液壓枕，注入混凝土漿液，凝固后脫模留出預制錨索孔，液壓枕、錨索孔與固定三角塊、錨索拉拔測力計共同構建出實驗體；所述實驗體內部預制的錨索孔內安裝桁架錨索，并通過兩個錨索拉拔測力計同時拉拔桁架錨索兩個端頭，來研究桁架錨索在圍巖變形過程中支護阻力逐漸增大直到錨索斷裂全過程的錨索支護性能。

進一步的，所述組合模具箱箱體內部為長方體空腔，由可拆卸鋼結構六面體組成，每個面都安裝扣鎖，能進行拆裝，在箱體上板表面設置有注漿口，能接混凝土漿液輸送管路；箱體下板是由箱體支架與活動板組成，箱體支架由兩個不規則長方體箱與長方體底座組合形成，箱體支架為下大上小的穩定結構，在其箱體頂部伸出一段長方體板，與活動板組合構成組合模具箱的箱體下板；箱體上板、箱體下板打孔安置預制錨索孔模具，模具內層為薄鋼管，外層為薄泡沫管，其上端部具有把手，在混凝土成型后，能進行拉拔脫模，留出預制桁架錨索孔；在箱體后板上打孔并安裝液壓枕固定架，其由連桿框架和螺旋尾組成，擺放架的螺旋尾和連桿框架是可拆卸組裝，擺放架能控制液壓枕的擺放位置；在箱體前板上對應液壓枕的擺放位置打三排孔，預留出液壓枕接線孔。

進一步的，所述箱體的前后板鋼板長寬尺寸為3.2m×1.2m，箱體的左右板鋼板長寬尺寸為1.2m×0.3m，箱體的上下板鋼板長寬尺寸為3.2m×0.3m。

進一步的，所述液壓枕的測壓體鑲嵌在所述混凝土的內部，能測試其內部應力，液壓枕接線連接液壓枕的應力顯示表頭，組裝后能顯示應力數據并實時記錄，其應力顯示表頭能旋轉，方便實驗人員觀測、分析。