[發明專利]一種用于評價煤礦巷道錨桿工作狀態的方法

在審

• 申請號: 202011160033.4
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112129637A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 吳海;李曉;余偉健;王衛軍;李樹清;褚文強;賈倩
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/10;G01N3/06;G01M13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于評價煤礦巷道錨桿工作狀態的方法，其特征在于：具體步驟如下：

A.通過拉伸試驗機對錨桿樣品進行張拉試驗，得出不同直徑錨桿在受力狀態下的全應力應變曲線圖，及錨桿在不同階段的應變量：進入屈服狀態時的應變量ε₁、拉伸峰值強度的應變量ε₂，破斷時的應變量ε₃；

B.利用水泥建立錨固巖體模型，采用專用鋼制模板進行澆筑，以混凝土基體模擬圍巖，并在其中按照現場的錨桿尺寸規格開錨桿孔；

a.當錨桿在非錨固狀態時，對錨桿進行拉伸，錨桿右端與聲波測試儀相連接，通過聲波測試儀對錨桿進行聲波發射，并準確記錄聲波在錨桿自由段來回傳播的總時長t，再根據公式l₀＝v×t/2得出錨桿自由段長度l₀，式中v為聲波在錨桿中的傳播速度；

b.當錨桿在錨固狀態下時，在拉伸試驗機上用氣動扳手對液壓千斤頂施加阻力，使錨桿達到其工作阻力。同時，對錨桿繼續進行拉伸，錨桿右端與聲波測試儀相連接，通過聲波測試儀對錨桿進行聲波發射，并準確記錄聲波在錨桿自由設來回傳播的總時長t，用公式l₁＝v×t/2得出錨桿在第一次受力時錨桿自由段長度l₁；

c.根據l₀和l₁，得出錨桿自由段長度變化量Δl₁，根據以下公式∈＝Δl₁/l₀得出錨桿的應變率∈值，Δl為錨桿自由段長度的變化量；

根據公式ε＝∈|l得出相對于樣品錨桿的應變值ε，ε為錨桿受力變形測量計算后的應變值，l為樣品單位錨桿長度；

當ε＜ε₁，則錨桿處于彈性受力階段；

當ε₁＜ε＜ε₂，則錨桿處于屈服受力階段；

當ε₂＜ε＜ε₃，則錨桿處于破斷受力階段，隨時可失效。

2.如權利要求1所述的一種用于評價煤礦巷道錨桿工作狀態的方法，其特征在于：

在b步驟中，用氣動扳手對液壓千斤頂施加阻力時，當錨桿達到其工作阻力，并記錄好此時千斤頂壓力表盤中的讀數P，根據公式：F₀＝Pπr²得出錨桿受力F₀的大小，上述公式中r為油缸活塞半徑；

在c步驟中，根據公式ε＝∈|l，得出相對于測試錨桿的應變值ε，公式中l為測試錨桿長度，ε為錨桿受力變形測量計算后的應變值，在相對應錨桿的全應力應變曲線圖中查找與ε相對應的應力σ，根據公式F₁＝σS得出錨桿所受外力F₁，公式中S為錨桿截面面積；

對比力F₀與F₁，二者正負差在5％以內，則證明該實驗數據準確，反之則不準確。

3.如權利要求1所述的一種用于評價煤礦巷道錨桿工作狀態的方法，其特征在于：所述的拉伸試驗機是在測力架(8)的一端固定有混凝土圍巖(7)，另一端固定有液壓千斤頂(5)，液壓千斤頂(5)的頂頭頂壓托盤(4)；錨桿(6)一端水平穿過測力架(8)后插入混凝土圍巖(7)內固定，另一端穿過托盤(4)后用螺母(3)固定并限位，錨桿(6)的外端部通過信號線(2)連接聲波測試儀(1)。