[發(fā)明專利]地下工程錨固體系抗沖擊性能測試方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN111929020A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王琦;張朋;江貝;高紅科;曾昭楠
• 申請（專利權(quán)）人: 王琦
• 主分類號: G01M7/08
• 分類號: G01M7/08
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 武博

本發(fā)明公開了地下工程錨固體系抗沖擊性能測試方法及系統(tǒng)，其技術(shù)方案為：通過固定裝置將巖體試件、錨桿或錨索試件、錨固體試件、錨固體內(nèi)的錨桿或錨索試件固定，利用沖擊試驗(yàn)裝置對試件施加沖擊載荷；通過監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并將試驗(yàn)數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并生成數(shù)據(jù)曲線。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確有效的反映出地下工程錨桿或錨索、錨固體、錨固體內(nèi)的錨桿或錨索的抗沖擊性能，為巷道支護(hù)設(shè)計(jì)提供重要參數(shù)依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地下工程支護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及地下工程錨固體系抗沖擊性能測試方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著我國淺部煤炭資源的日益枯竭，煤炭資源的開采深度逐漸由淺部向深部發(fā)展，巷道沖擊地壓發(fā)生頻率與破壞強(qiáng)度也隨之增加，嚴(yán)重影響著礦山的安全生產(chǎn)。

沖擊地壓發(fā)生時(shí)，強(qiáng)沖擊大變形巷道支護(hù)的錨桿或錨索出現(xiàn)斷裂或脫錨，主要原因是沖擊地壓產(chǎn)生的彈性波從震動(dòng)源傳播到巷道，對錨桿或錨索錨固段位置的巖體產(chǎn)生沖擊作用，嚴(yán)重影響著錨桿或錨索錨固段的力學(xué)性能，同時(shí)，巷道表面的煤巖體受沖擊影響拋出，對錨桿或錨索產(chǎn)生巨大的作用力，超過其所能承受的極限載荷后，錨桿或錨索桿體發(fā)生破斷。

基于此，對錨桿或錨索以及巖體與錨桿索組合成的錨固體進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，研究錨桿或錨索在沖擊作用下的力學(xué)性能與錨固體在沖擊作用下的錨固力學(xué)性能，對沖擊地壓巷道支護(hù)構(gòu)件的支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)具有重要意義。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，巷道支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)主要采用靜力拉伸作用下測得的錨桿或錨索力學(xué)參數(shù)，現(xiàn)有技術(shù)缺乏沖擊作用下錨桿或錨索力學(xué)性能、錨固體力學(xué)性能以及錨固體內(nèi)的錨桿或錨索抗拔性能的試驗(yàn)研究。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供地下工程錨固體系抗沖擊性能測試方法及系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確有效的反映出地下工程錨桿或錨索、錨固體、錨固體內(nèi)的錨桿或錨索的抗沖擊性能，為巷道支護(hù)設(shè)計(jì)提供重要參數(shù)依據(jù)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

第一方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供了地下工程錨固體系抗沖擊性能測試方法，通過固定裝置將巖體試件、錨桿或錨索試件、錨固體試件、錨固體內(nèi)的錨桿或錨索試件固定，利用沖擊試驗(yàn)裝置對試件施加沖擊載荷；通過監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并將試驗(yàn)數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并生成數(shù)據(jù)曲線。

作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，截取設(shè)定長度的錨桿或錨索作為錨桿或錨索試件，將錨桿或錨索試件一端固定，另一端放置沖擊墊板。

作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，所述錨桿或錨索試件一端及沖擊墊板通過夾具固定；沖擊試驗(yàn)時(shí)，對沖擊墊板施加沖擊力，測試錨桿或錨索試件拉伸時(shí)的抗沖擊性能。

作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，將錨固體放置于圍壓施加裝置中，錨固體外露的錨桿或錨索端部放置沖擊墊板，沖擊墊板通過夾具固定。

作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，對平行于錨桿或錨索的各個(gè)面施加不同圍壓，對錨固體內(nèi)的錨桿或錨索施加不同預(yù)緊力；穩(wěn)定設(shè)定時(shí)間后，對錨桿或錨索外露部分施加不同沖擊載荷，得到錨桿或錨索錨固后的抗沖擊性能。

作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，試驗(yàn)前對試件關(guān)鍵部位進(jìn)行檢測。

作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，對于巖體試件和錨固體試件，試驗(yàn)時(shí)，在試件表面粘貼應(yīng)變片，用于監(jiān)測沖擊試驗(yàn)過程中試件的應(yīng)變情況。

作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，對于錨桿或錨索試件、錨固體內(nèi)的錨桿或錨索試件，通過負(fù)荷傳感器和位移傳感器監(jiān)測試驗(yàn)沖擊作用下錨桿或錨索的受力及變形情況。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了地下工程錨固體系抗沖擊性能測試系統(tǒng)，包括：

沖擊試驗(yàn)裝置，用于對試件施加沖擊載荷；

固定裝置，用于固定試件；

監(jiān)測系統(tǒng)，用于采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)；