[發明專利]夾片式錨具震動試驗裝置及其用途

有效

• 申請號: 202010948351.0
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112067220B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 王閣;高貫林;武穎奎
• 申請（專利權）人: 泰安泰爍巖層控制科技有限公司
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 劉杰

本發明涉及一種夾片式錨具震動試驗裝置及其用途，其中夾片式錨具震動試驗裝置包括主框架和穿設在主框架上的錨索，錨索一端與主框架底盤相對固定，另一端與夾持梁相對固定，夾持梁焊接在安裝有激震器的震動平臺上，震動平臺與主框架通過彈簧連接；主框架上設有位于震動平臺與底盤之間且供錨索穿過的填充腔，填充腔內填充有模擬巖層的填充料。本發明通過本試驗裝置填充模擬巖層填充料，搗實后形成模擬巖層；通過激震器提供震動源模擬巖層產生的震動；通過安裝在震動平臺上的測震器、錨索托盤上的測震器和索具外段錨索上的測震器，得出通過錨索和通過巖層傳遞震動的時間差，最終確定出在現場巖層性質、震動頻率和錨索安裝長度條件下，是否出現脫錨現象。

技術領域

本發明涉及試驗裝置技術領域，尤其涉及到巷道錨固試驗裝置領域，具體是指一種夾片式錨具震動試驗裝置及其用途。

背景技術

夾片式錨具主要包括開設有錐形孔的錨環和安裝在錐形孔中的夾片，在錨索預緊后，利用夾片與錐形孔的作用下實現自鎖。當巖層破壞外脹時，向外推力依次推動錨索托盤、錨環和夾片，從而對錨索產生拉力。同時錨索的張拉力通過與夾片的摩擦力使夾片和錨環更加貼緊，確保錨固效果持續有效。由于簡單有效，施工方便，夾片式錨具得到廣泛使用。但是，此種結構也有不足，這就是，當巖層中因采動破壞產生震動時，因巖層和錨索傳遞震動波的速度不同，到達錨索鎖具的時間不同，造成錨索夾片和錨環有不同的運動方向，進而出現脫錨，失去對圍巖的支撐能力。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種夾片式錨具震動試驗裝置，通過該試驗裝置可以發現現場地質條件下夾片式錨具是否可靠。

本發明是通過如下技術方案實現的，提供一種夾片式錨具震動試驗裝置，包括主框架和穿設在主框架上的錨索，錨索一端通過錨索托盤、錨環、夾片與主框架的底盤相對固定，另一端通過錨栓與焊接有對開夾持塊的夾持梁相對固定，夾持梁焊接在安裝有激震器的震動平臺上，震動平臺與主框架通過彈簧連接；主框架上設有位于震動平臺與底盤之間且供錨索穿過的填充腔，填充腔內填充有模擬巖層的填充料。

利用本裝置進行試驗時，根據所要模擬巖層的層狀結構往填充腔內填充相應的模擬巖層填充料層，模擬巖層填充料層干燥固結后形成模擬巖層，與主框架形成一個剛性整體，然后通過錨索的錨具端施加預緊力，錨索張緊后再啟動激震器，模擬實際巖層中的震動，激震器震動所產生的震動波經模擬巖層和錨索進行傳遞，最后通過測振器分別測出通過模擬巖層和錨索的震動時間、頻率和強度。由于錨索傳遞震動波的速度大于巖層傳遞震動波的速度，因此錨索夾片先于錨索錨環受到震動沖擊力，使得夾片與錨環受力存在時間差，產生方向相反的移動，最終導致脫錨。

作為優化，所述震動平臺遠離主框架的一側設有兩通過螺栓固接的夾持梁，兩夾持梁相對的側面上分別固接有與錨索適配的對開夾持塊。本優化方案通過兩對開夾持塊對錨索進行夾持，并通過緊固螺栓使對開夾持塊夾緊錨索，避免錨索滑動，施加預緊力后，震動平臺對夾持梁形成限位，兩夾持梁緊貼震動平臺， 既實現了對錨索端部的可靠固定，同時保證了激震器的震動傳至錨索，模擬錨索在錨索孔孔底被錨固劑粘結到巖層中的情況。

作為優化，震動平臺與主框架頂盤之間通過若干彈簧連接；主框架頂盤與底盤之間分別通過四根外立柱和四根內立柱固接。

作為優化，主框架包括震動平臺，頂盤，底盤，兩端分別與震動平臺、頂盤活動連接的彈簧，兩端分別與頂盤、底盤固定連接的外立柱和內立柱，以及與底盤的底面固接的支腿；震動平臺、底盤、內立柱，以及內立柱和彈簧內側沿周向閉合的擋板圍成填充腔，閉合的擋板在由下向上充填模擬巖層的填充料時逐步安裝形成，每安裝一層擋板，充填一層填充料，擋板逐層向上增高。

作為優化，所述激震器為兩件，分別設置在錨索的兩側。本優化方案的激震器設置，增大了激震力，使試驗效果更明顯。

作為優化，錨索托盤的外徑大于錨環外徑。本優化方案通過設置錨索托盤，增大主框架底板的受壓面積，從而減小壓強。

本方案還是提供了兩種夾片式錨具震動試驗裝置的用途：