详情

原文传递裂隙岩体离层锚固控制模拟试验装置及方法

专利名称：	裂隙岩体离层锚固控制模拟试验装置及方法
摘要：	本发明提供了一种裂隙岩体离层锚固控制模拟试验装置及方法，涉及岩石力学试验技术领域，包括基座、第一端架、第二端架、加载框架、离层加载框架、加载油缸、轴向加载油缸、离层千斤顶、传感器和承压板，第一端架和第二端架之间设置有加载框架和离层加载框架，加载框架在第一方向和第二方向上分别设置有相对布置的加载油缸，第一端架上沿第三方向设置有轴向加载油缸，加载油缸和轴向加载油缸的加载端与载荷传感器及承压板相连，离层加载框架和加载框架之间设置有离层千斤顶，岩石试件放置在承压板围成的加载空间内，利用该装置在模拟地应力条件下，进行岩石试件的钻设锚杆试验，有效地模拟锚固围岩的离层破坏及锚杆锚固对离层岩体的控制作用。
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：	赵晨;邢明录;赵同彬;王志;李小亮;张玉宝;贾敬龙;周凯
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910601545.0
公开号：	CN110261234A
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：	G01N3/12(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：	1.一种裂隙岩体离层锚固控制模拟试验装置，其特征在于，包括基座、第一端架、第二端架、加载框架、离层加载框架、加载油缸、轴向加载油缸、离层千斤顶和承压板；所述第一端架和第二端架之间设置有加载框架和离层加载框架，所述离层加载框架的底部与基座通槽上的滑槽卡合，所述加载框架和离层加载框架在第一方向和第二方向上分别设置有相对布置的加载油缸，所述第一端架上沿第三方向设置有轴向加载油缸，所述加载油缸和轴向加载油缸的加载端与承压板相连，所述离层加载框架和加载框架之间设置有离层千斤顶，岩石试件放置在所述承压板围成的加载空间内。 2.根据权利要求1所述的一种裂隙岩体离层锚固控制模拟试验装置，其特征在于，所述加载油缸和承压板之间设置有应力传感器；所述轴向加载油缸和承压板之间设置有应力传感器；所述加载油缸和轴向加载油缸上设置有位移传感器。 3.根据权利要求2所述的一种裂隙岩体离层锚固控制模拟试验装置，其特征在于，所述基座的上表面在中部设置有通槽，通槽的边上设置有一段滑槽；所述通槽的深度大于加载油缸安装后的外露长度；所述第一端架、第二端架、加载框架和离层加载框架之间通过支柱连接，支柱的两端与第一端架和第二端架连接固定，支柱从加载框架和离层加载框架的四角位置穿过。 4.根据权利要求3所述的一种裂隙岩体离层锚固控制模拟试验装置，其特征在于，所述第一端架的中部沿第三方向设置轴向加载油缸对所述岩石试件进行加载，第一端架固定在基座上；所述第二端架与相邻的离层加载框架之间留设有间隙，第二端架的中心留有岩石试件的通过空间。 5.根据权利要求3所述的一种裂隙岩体离层锚固控制模拟试验装置，其特征在于，所述离层加载框架设置有1个或多于1个，离层加载框架靠近第二端架设置；所述离层加载框架和支柱之间通过滑动轴承相连，支柱和离层加载框架之间涂有润滑油。 6.根据权利要求1所述的一种裂隙岩体离层锚固控制模拟试验装置，其特征在于，所述离层加载框架和相邻的加载框架之间的四角位置设置有同步加载的离层千斤顶，离层千斤顶推动离层加载框架沿滑槽移动。 7.根据权利要求1所述的一种裂隙岩体离层锚固控制模拟试验装置，其特征在于，所述加载框架有1个以上设置在靠近第一端架一侧，每个加载框架的加载宽度相等或相差30～150mm，每个加载框架上设置的加载油缸独立对岩石试件加载，离层加载框架和加载框架之间的最大间距小于离层千斤顶的最大长度。 8.一种裂隙岩体离层模拟试验方法，利用权利要求1至7任一项所述的一种裂隙岩体离层锚固控制模拟试验装置，其特征在于，步骤包括：步骤A1.制作相似材料的模拟试件，或取现场岩石制作模拟试件，将模拟试件表面打磨平整，模拟试件尺寸与承压板围成的空间尺寸匹配，从第二端架处将试件放入承压板围成的加载空间内，调整设计离层位置与离层加载框架和加载框架之间的缝隙对齐；步骤B1.加载油缸和轴向加载油缸同时向模拟试件加载，模拟实际巷道地应力；步骤C1.离层千斤顶缓慢加载，记录加载过程中试件的应力、位移和损伤情况。 9.一种裂隙岩体离层锚固控制模拟试验方法，利用权利要求1至7任一项所述的一种裂隙岩体离层锚固控制模拟试验装置，其特征在于，步骤包括：步骤A2.制作相似材料的模拟试件，或取现场岩石制作模拟试件，将模拟试件表面打磨平整，模拟试件尺寸与承压板围成的空间尺寸匹配，从第二端架处将试件放入承压板围成的加载空间；步骤B2.加载油缸和轴向加载油缸同时向模拟试件加载，模拟实际巷道地应力，通过锚杆钻机从第二端架一侧沿第三方向在模拟试件上打锚杆钻孔，记录钻孔过程中锚杆钻机的扭矩、转速、钻进速度以及模拟试件的受力、变形和损伤情况；步骤C2.将锚杆和锚固剂同时导入钻孔内，待锚固剂凝固后，通过锚杆托盘和螺母固定锚杆并施加预紧力，完成锚固。 10.一种裂隙岩体离层锚固控制模拟试验方法，利用权利要求1至7任一项所述的一种裂隙岩体离层锚固控制模拟试验装置，其特征在于，步骤包括：步骤A3.制作相似材料的模拟试件，或取现场岩石制作模拟试件，将模拟试件表面打磨平整，模拟试件尺寸与承压板围成的空间尺寸匹配，从第二端架处将试件放入承压板围成的加载空间；步骤B3.加载油缸和轴向加载油缸同时向模拟试件加载，模拟实际巷道地应力，通过锚杆钻机从第二端架一侧沿第三方向在模拟试件上打锚杆钻孔；步骤C3.将锚杆和锚固剂同时导入钻孔内，待锚固剂凝固后，通过锚杆托盘和螺母固定锚杆并施加预紧力，完成锚固，得到锚杆锚固岩石试件；步骤D3.离层千斤顶缓慢加载，记录加载过程中岩石试件的应力、位移和损伤情况。
所属类别：	发明专利