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原文传递裂隙围岩锚固性能损伤测试装置及试验方法

专利名称：	裂隙围岩锚固性能损伤测试装置及试验方法
摘要：	本发明提供了一种裂隙围岩锚固性能损伤测试装置及试验方法，涉及锚杆支护性能试验技术领域，该装置包括伺服液压缸、连接框架、加载框架、环形油缸和锚杆固定夹具，加载框架上固定有伺服液压缸，伺服液压缸包括上部伺服液压缸和侧面伺服液压缸，伺服液压缸向损伤裂隙试件或完整岩石试件加压，连接框架和加载框架固定连接，环形油缸设置在连接框架的端部，环形油缸的端部设置有锚杆固定夹具，试验锚杆的一端由锚杆固定夹具固定，另一端设置在损伤裂隙试件中，通过伺服液压缸模拟地应力，通过环形油缸拉拔锚杆。该装置及方法能够完成围岩损伤对锚杆锚固力影响的模拟试验，测试不同裂隙围岩锚固性能损伤演化规律，还可以进行锚杆(索)力学性能测试。
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：	邢明录;王志;赵晨;尹延春;贾敬龙;李小亮;张丰雪;姚金鹏
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：	CN201910601588.9
公开号：	CN110261235A
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：	1.一种裂隙围岩锚固性能损伤测试装置，其特征在于，包括伺服液压缸、连接框架、加载框架、环形油缸和锚杆固定夹具，所述伺服液压缸固定在加载框架上，伺服液压缸包括上部伺服液压缸和侧面伺服液压缸；所述加载框架内放置损伤裂隙试件，伺服液压缸对损伤裂隙试件加压；所述连接框架和加载框架固定连接，环形油缸设置在连接框架的端部；所述环形油缸的端部设置有锚杆固定夹具；试验锚杆的一端由锚杆固定夹具固定，另一侧设置在损伤裂隙试件中。 2.根据权利要求1所述的一种裂隙围岩锚固性能损伤测试装置，其特征在于，所述损伤裂隙试件上设置有1个或1个以上的钻孔，钻孔内设置有静态破碎剂；所述试验锚杆固定在损伤裂隙试件的中部。 3.根据权利要求2所述的一种裂隙围岩锚固性能损伤测试装置，其特征在于，所述损伤裂隙试件利用试件模具制作，试件模具包括多个模具板，模具板通过螺母和插装孔固定；所述试件模具制作的损伤裂隙试件尺寸与加载框架内部的尺寸相适应。 4.根据权利要求1所述的一种裂隙围岩锚固性能损伤测试装置，其特征在于，所述加载框架和连接框架的接触端面一侧设置有阻挡夹，连接框架和加载框架设置在固定底座上；所述连接框架上设置有位移保护装置，位移保护装置非接触的套设在锚杆上。 5.根据权利要求1所述的一种裂隙围岩锚固性能损伤测试装置，其特征在于，所述上部伺服液压缸至少设置有2个分别对损伤裂隙试件加载，所述上部伺服液压缸所在加载框架段的两侧分别设置有两个对应的侧面伺服液压缸。 6.一种裂隙围岩锚固性能损伤测试的试验方法，利用权利要求1至5任一项所述的一种裂隙围岩锚固性能损伤测试装置，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；步骤B1.划定模拟试件的裂隙方向和裂隙范围，对试件进行钻孔；步骤C1.将钻孔后的模拟试件放入试件模具中，螺母紧固试件模具，并将静态破碎剂放入钻孔内，制作损伤裂隙；步骤D1.观测损伤裂隙的位置、方向及范围，磨平试件表面后，得到损伤裂隙试件，在损伤裂隙试件上钻设锚杆钻孔，将试验锚杆同锚杆锚固剂共同放入锚杆钻孔；步骤E1.锚杆锚固剂锚固后，从试件模具中取出损伤裂隙试件放入加载框架内，锚杆固定夹具固定锚杆的端部，通过伺服液压缸对损伤裂隙试件进行加载；步骤F1.通过环形油缸进行锚杆拉拔，记录试验过程中的锚杆拉拔力变化，以及损伤裂隙试件的损伤形式、裂隙宽度和裂隙数量。 7.一种裂隙围岩锚固性能损伤测试的试验方法，利用权利要求1至5任一项所述的一种裂隙围岩锚固性能损伤测试装置，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；步骤B2.在模拟试件上钻设锚杆钻孔，将试验锚杆同锚杆锚固剂共同放入锚杆钻孔；步骤C2.锚杆锚固剂锚固后，划定模拟试件的裂隙方向和裂隙范围，对试件进行钻孔；步骤D2.将钻孔后的模拟试件放入试件模具中，螺母紧固试件模具，并将静态破碎剂放入钻孔内，制作损伤裂隙；步骤E2.观测损伤裂隙的位置、方向及范围，磨平试件表面后，得到损伤裂隙试件，从试件模具中取出损伤裂隙试件放入加载框架内，锚杆固定夹具固定锚杆的端部，通过伺服液压缸对损伤裂隙试件进行加载；步骤F2.通过环形油缸进行锚杆拉拔，记录试验过程中的锚杆拉拔力变化，以及损伤裂隙试件的损伤形式、裂隙宽度和裂隙数量。 8.一种裂隙围岩锚固性能损伤测试的试验方法，利用权利要求1至5任一项所述的一种裂隙围岩锚固性能损伤测试装置，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；步骤B3.在模拟试件上钻设锚杆钻孔，将试验锚杆同锚杆锚固剂共同放入锚杆钻孔；步骤C3.锚杆锚固剂锚固后，划定模拟试件的裂隙方向和裂隙范围，对试件进行钻孔；步骤D3.将钻孔后的模拟试件放入试件模具中，螺母紧固试件模具，并将延时静态破碎剂放入钻孔内；步骤E3.从试件模具中取出，磨平试件表面后，将模拟试件放入加载框架内，锚杆固定夹具固定锚杆的端部，通过伺服液压缸对损伤裂隙试件进行加载；步骤F3.通过环形油缸进行锚杆拉拔，拉拔过程中延时静态破碎剂作用，模拟试件在划定范围内裂隙扩展得到损伤裂隙试件；记录试验过程中的锚杆拉拔力变化，以及损伤裂隙试件的损伤形式、裂隙宽度和裂隙数量。 9.根据权利要求2所述的一种裂隙围岩锚固性能损伤测试的试验方法，其特征在于，所述损伤裂隙试件在放入加载框架之前在表面包覆橡胶膜；所述静态破碎剂放入的孔直径小于等于20mm；所述损伤裂隙试件还包括钻孔边壁损伤裂隙试件，钻孔后通过伺服液压缸对钻孔的试件进行加载，钻孔边壁产生损伤裂隙获得钻孔边壁损伤裂隙试件。 10.根据权利要求9所述的一种裂隙围岩锚固性能损伤测试的试验方法，其特征在于，所述损伤裂隙试件有相似材料制作而成，相似材料为混凝土或石膏，所述损伤裂隙为1条或多条，损伤裂隙垂直于试件或者与试件斜交。
所属类别：	发明专利