[發(fā)明專利]一種模塊化的錨桿錨索力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110086709.8
• 申請(qǐng)日: 2021-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN112903450B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓軍;曹晨;崔露郁;張明;馬雙文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/10
• 分類號(hào): G01N3/10;G01N3/04;G01N3/06
• 代理公司: 沈陽東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 李運(yùn)萍

一種模塊化的錨桿錨索力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)試方法，包括支撐框架，所述支撐框架底端通過螺栓與支座一端連接，支座另一端通過腳板和膨脹螺栓固定于地面上，所述支撐框架的橫梁上依次安裝有拉伸組件模塊、可拆卸旋進(jìn)組件模塊及試樣外套固定模塊，所述支撐框架的橫梁上滑動(dòng)安裝有多個(gè)安全罩，支撐框架的橫梁上通過位于上下兩側(cè)的混凝土試樣固定框固定安裝有混凝土試樣，混凝土試樣通過混凝土模板盒制作而成。對(duì)比現(xiàn)存實(shí)驗(yàn)設(shè)備，采用本發(fā)明測(cè)試系統(tǒng)及技術(shù)方案具有結(jié)構(gòu)新穎、實(shí)驗(yàn)方便、功能多樣、數(shù)據(jù)可靠、可操作性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，通過試驗(yàn)臺(tái)固定高強(qiáng)度的混凝土大型試件(最大試樣600×600×4200)拉拔，更加逼近礦井現(xiàn)場(chǎng)的圍巖條件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于力學(xué)性能測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種模塊化的錨桿錨索力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)試方法。

背景技術(shù)

巷道支護(hù)是煤礦生產(chǎn)的基礎(chǔ)，錨桿錨索支護(hù)是在煤巖體中安設(shè)錨桿索，加固煤巖體，使其具有自承載能力，保持巷道穩(wěn)定性的一種主動(dòng)支護(hù)方式，具有成本低、支護(hù)效果好、操作簡(jiǎn)單、使用靈活、占用施工空間少等特點(diǎn)，是現(xiàn)有煤礦使用的最經(jīng)濟(jì)合理且最為廣泛的支護(hù)方式。但用于錨桿性能實(shí)驗(yàn)的設(shè)備發(fā)展緩慢，現(xiàn)有設(shè)備只是監(jiān)測(cè)錨桿拉拔過程數(shù)據(jù)而非從鉆進(jìn)至錨桿安裝全過程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，且多用或者僅用鋼管模擬現(xiàn)場(chǎng)圍巖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并不能有效模擬現(xiàn)場(chǎng)狀況，另現(xiàn)有設(shè)備施加拉拔力采用人工施加，造成力施加不均勻，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不可靠。為此，研制出一種模塊化的錨桿錨索力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)試方法，對(duì)于進(jìn)一步摸清工礦現(xiàn)場(chǎng)錨桿錨索工作機(jī)制以及失效機(jī)制、設(shè)計(jì)更為合理的錨桿錨索參數(shù)等具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備技術(shù)中的不足，提供了一種實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)新穎、操作簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)可靠且能夠更好地模擬煤礦現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的錨桿錨索力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)試方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種模塊化的錨桿錨索力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)，包括支撐框架，所述支撐框架底端通過螺栓與支座一端連接，支座另一端通過腳板和膨脹螺栓固定于地面上，所述支撐框架的橫梁上依次安裝有拉伸組件模塊、可拆卸旋進(jìn)組件模塊及試樣外套固定模塊，所述支撐框架的橫梁上滑動(dòng)安裝有多個(gè)安全罩，支撐框架的橫梁上通過位于上下兩側(cè)的混凝土試樣固定框固定安裝有混凝土試樣，混凝土試樣通過混凝土模板盒制作而成。

所述拉伸組件模塊包括拉伸油缸和拉線位移編碼器，拉伸油缸的缸體部分通過螺栓及端板定位銷與支撐框架一端的端板連接，拉伸油缸通過油缸支撐座支撐，且油缸支撐座通過腳板和膨脹螺栓固定于地面上，拉伸油缸的活塞桿穿過支撐框架的端板且末端通過墊片與拉壓雙向輪輻傳感器一端連接，拉壓雙向輪輻傳感器另一端通過六角圓柱螺釘固定在推拉板的端面上，推拉板上表面四角處設(shè)置有輪架，輪上通過軸承安裝有導(dǎo)輪，推拉板通過導(dǎo)輪與支撐框架的橫梁滑動(dòng)連接，推拉板上表面設(shè)置有液壓夾具和位移桿，液壓夾具安裝于推拉板的等腰梯形缺口中，可沿著推拉板梯形缺口的腰線方向滑動(dòng)，液壓夾具的夾口可拆卸，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)更換不同尺寸夾口，位移桿較液壓夾具靠近拉伸油缸設(shè)置，所述拉線位移編碼器安裝于支撐框架端板的內(nèi)側(cè)面，且通過拉線與位移桿連接，拉線位移編碼器所在支撐框架端板與拉伸油缸所在支撐框架端板為同一端板，所述拉伸油缸和液壓夾具的進(jìn)出油口均通過管路與液壓系統(tǒng)連接。

所述液壓夾具包括微型油缸、圓形推拉盤及三角滑塊，兩個(gè)所述三角滑塊沿軸線方向?qū)ΨQ布置，兩塊三角滑塊的燕尾形缺口處均安裝有燕尾形鉗口，所述微型油缸嵌入安裝于推拉板上，微型油缸的活塞桿末端設(shè)置有圓形推拉盤，圓形推拉盤嵌在三角滑塊尾部的豁口處，工作時(shí)微型油缸中液壓油推動(dòng)活塞桿沿軸向移動(dòng)，活塞桿上的圓形推拉盤推拉三角滑塊實(shí)現(xiàn)燕尾形鉗口的閉合與敞開，進(jìn)而對(duì)錨桿進(jìn)行夾緊。

所述可拆卸旋進(jìn)組件模塊包括鉆機(jī)安裝座，所述鉆機(jī)安裝座通過螺栓固定安裝于推拉板遠(yuǎn)離拉伸油缸一側(cè)的端板上，鉆機(jī)安裝座上通過螺栓及螺母固定安裝有鉆機(jī)，鉆機(jī)的夾頭用于夾持固定錨桿。

所述鉆機(jī)安裝座由L形鋼板和寬條狀擋板組成，鉆機(jī)安裝座通過L形鋼板的豎向板與推拉板的端板連接，L形鋼板的水平板兩側(cè)沿長(zhǎng)度方向設(shè)置有寬條狀擋板。