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原文传递锚杆（索）支护结构测试及锚固系统性能综合试验装置及方法

专利名称：	锚杆（索）支护结构测试及锚固系统性能综合试验装置及方法
摘要：	本发明提供了一种锚杆(索)支护结构测试及锚固系统性能综合试验装置及方法，涉及锚固测试技术领域，包括机架、加载机构、测试机构和试件，机架包括基座和操作台；加载机构包括加载框架、卡盘、围岩应力加载油缸和拉拔空心油缸；测试机构包括载荷、位移、声发射等监测机构，试件包括岩石试件、锚杆(索)、锚网等，加载机构和拉拔空心油缸设置在基座上方，扭转电机和锚杆钻机设置在操作台上，其中岩体试件放置在承压板之间，锚杆(索)一端通过卡盘固定或锚固在岩体试件中，另一端穿过拉拔空心油缸。该装置不仅可以测试锚杆(索)及锚固构件的力学性能，还实现了“五面加载、一面临空”的应力环境模拟，进行围岩钻进响应或锚固系统性能综合试验。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	山东科技大学
发明人：	赵同彬;李春林;邢明录;谭云亮;赵晨;王志;李小亮;于凤海;贾敬龙
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-24T00:00:00+0800
申请号：	CN201910601543.1
公开号：	CN110274831A
代理机构：	青岛智地领创专利代理有限公司
代理人：	张凯
分类号：	G01N3/10(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	266590 山东省青岛市黄岛区前湾港路579号
主权项：	1.一种锚杆支护结构测试及锚固系统性能综合试验装置，包括机架、加载机构、测试机构和试件，机架包括基座和操作台，其特征在于，所述加载机构包括加载框架、锚杆卡盘、承压板、拉拔空心油缸和多个加载油缸，所述加载框架设置在基座的通槽上，加载框架的端部设置有锚杆卡盘，所述加载框架的侧面设置有加载油缸，加载油缸作用在承压板上；所述拉拔空心油缸设置在加载框架的一端与锚杆卡盘相对；所述测试机构包括应力和位移传感器、声发射探头、扭转电机和锚杆钻机，所述扭转电机和锚杆钻机均设置在操作台上，所述应力和位移传感器设置在承压板上，声发射探头设置在加载框架上；所述试件包括测试锚杆，测试锚杆的一端固定在加载框架侧，测试锚杆另一端穿过拉拔空心油缸。 2.根据权利要求1所述的一种锚杆支护结构测试及锚固系统性能综合试验装置，其特征在于，所述基座上表面设置有通槽，通槽的深度大于加载油缸安装后的外露长度；所述操作台与基座相对布置，操作台上表面设置有滑轨，滑块与滑轨配合沿滑轨运动，滑块上表面还设置有滑槽，锚杆钻机和扭转电机分别沿滑槽移动或固定在滑槽上，所述滑槽的两侧还设置有滑轮。 3.根据权利要求1所述的一种锚杆支护结构测试及锚固系统性能综合试验装置，其特征在于，所述加载框架包括1个或多于1个的双轴框架，双轴框架上设置有两组垂直对应分布加载油缸，在双轴框架确定的平面内施加载荷；所述锚杆卡盘固定的双轴框架上沿测试锚杆的轴向还设置有轴向空心加载油缸；所述双轴框架的四角位置通过支柱和螺母连接，所述承压板包括剪切承压板和平面承压板，加载油缸的加载端与剪切承压板或平面承压板相连。 4.根据权利要求1所述的一种锚杆支护结构测试及锚固系统性能综合试验装置，其特征在于，所述加载框架内侧设置有声发射探头安装槽，所述承压板上均设置有位移和应力传感器；所述锚杆钻机设置有扭矩、功率和顶推力监测装置，锚杆钻机的钻进侧还设置有钻屑收集装置。 5.根据权利要求4所述的一种锚杆支护结构测试及锚固系统性能综合试验装置，其特征在于，所述试件还包括岩石试件、钢带、锚网和托盘；所述平面承压板围成的空间放置岩石试件，所述剪切承压板与测试锚杆交错卡合。 6.根据权利要求5所述的一种锚杆支护结构测试及锚固系统性能综合试验装置，其特征在于，所述拉拔空心油缸设置在门板上，门板与连接支架铰接，连接支架上还设置有锚网固定孔和钢带固定孔；拉拔空心油缸的加载端设置有空心承压板，锚网压设在空心承压板上，钢带和托盘依次压设在锚网上。 7.一种锚杆检测方法，利用权利要求1至6任一项所述的一种锚杆支护结构测试及锚固系统性能综合试验装置，其特征在于，步骤包括：首先，将测试锚杆的一端固定在锚杆卡盘上，另一端通过螺母和托盘固定在空心承压板上；然后通过拉拔空心油缸轴向加载，并记录加载过程中锚杆的受力和变形。 8.一种锚杆检测方法，利用权利要求1至6任一项所述的一种锚杆支护结构测试及锚固系统性能综合试验装置，其特征在于，步骤包括：首先，将测试锚杆的一端固定在锚杆卡盘上，打开拉拔空心油缸所在的门板，操作台上安装并固定扭转电机；然后将测试锚杆的另一端固定在操作台的扭转电机上；再通过扭转电机对锚杆施加载荷，记录加载过程中的扭矩和转速以及锚杆的变形。 9.一种锚杆检测方法，利用权利要求1至6任一项所述的一种锚杆支护结构测试及锚固系统性能综合试验装置，其特征在于，步骤包括：首先，在加载油缸的加载端连接剪切承压板，将测试锚杆的一端固定在锚杆卡盘上，通过加载油缸调整剪切承压板的位置使其与测试锚杆卡合；然后将测试锚杆的另一端通过螺母和托盘固定在空心承压板上；再通过加载油缸加载记录加载过程中锚杆的受力和变形。 10.一种锚杆锚网联合支护性能测试方法，利用权利要求1至6任一项所述的一种锚杆支护结构测试及锚固系统性能综合试验装置，其特征在于，步骤包括：步骤A.加载油缸的加载端安装连接平面承压板，将岩石试件送至平面承压板之间的加载空间，调整加载油缸和轴向空心加载油缸夹紧岩石试件；步骤B.打开拉拔空心油缸所在的门板，操作台上安装并固定锚杆钻机，调整加载油缸和轴向空心加载油缸分别加载从而模拟实际地应力；步骤C.启动锚杆钻机，沿岩石试件的轴向相对于锚杆卡盘的中间孔钻孔，记录钻进过程中锚杆钻机的扭矩、转速、功率、顶推力、钻进速度以及岩石试件的变形情况；步骤D.钻孔完成后退出钻杆，闭合拉拔空心油缸所在的门板，将测试锚杆和锚固剂同时捣入钻孔中；步骤E.待锚固剂凝固后，对锚杆施加预紧力，并安装钢带、锚网和托盘；步骤F.通过调整加载油缸加载模拟围岩受到扰动过程中锚杆的受力变形情况；或者通过拉拔空心油缸加载测试锚杆、锚网和钢带联合支护的支护能力；同时记录加载过程中钢带、锚网、托盘、锚杆及岩石试件的受力和变形。
所属类别：	发明专利