[发明专利]一种用于测试锚杆剪切载荷的试验台及测试方法

权利要求书

1.一种用于测试锚杆剪切载荷的试验台，包括用于矿山支护的锚杆(5)，其特征在于，还包括工作测试台(2)、剪切装置(7)、固定钻孔模型(23)、随动钻孔模型(24)和液压传感器(105)，所述锚杆(5)插入并锚固于随动钻孔模型(24)和固定钻孔模型(23)的钻孔内，所述固定钻孔模型(23)固定安装于工作测试台(2)上，所述剪切装置(7)驱动所述随动钻孔模型(24)沿锚杆(5)径向滑移，使所述锚杆(5)在固定钻孔模型(23)与随动钻孔模型(24)之间形成剪切面，所述液压传感器(105)用于测试剪切装置(7)加载油路的系统压力。

2.根据权利要求1所述的用于测试锚杆剪切载荷的试验台，其特征在于，所述剪切装置(7)包括油缸(71)、剪切滑块(72)、剪切部机架(73)，所述剪切部机架(73)安装于工作测试台(2)上，所述剪切部机架(73)上设有垂直于锚杆(5)轴向的导向滑槽，所述剪切滑块(72)滑动安装于所述导向滑槽内，所述油缸(71)与剪切滑块(72)对应设置，用于驱动所述剪切滑块(72)沿所述导向滑槽滑动，所述随动钻孔模型(24)安装于剪切滑块(72)内部且随剪切滑块(72)一起沿导向滑槽滑动，使所述锚杆(5)在固定钻孔模型(23)与随动钻孔模型(24)之间形成剪切面，所述液压传感器(105)安装于油缸(71)的加载油路系统上，用于测试油缸(71)的系统压力。

3.根据权利要求2所述的用于测试锚杆剪切载荷的试验台，其特征在于，所述油缸(71)固定于工作测试台(2)的底座上，且其通过活塞杆与剪切滑块(72)的底部连接，所述油缸(71)活塞腔的油路系统上安装有用于防止活塞杆回缩的液控单向阀。

4.根据权利要求3所述的用于测试锚杆剪切载荷的试验台，其特征在于，所述油缸(71)的数量为两个，且两个所述油缸(71)通过双联同步液压马达以同步其运动速度。

5.根据权利要求4所述的用于测试锚杆剪切载荷的试验台，其特征在于，所述随动钻孔模型(24)通过锚固套管(92)、浮筒(91)固定在剪切滑块(72)的内部。

6.根据权利要求5所述的用于测试锚杆剪切载荷的试验台，其特征在于，所述固定钻孔模型(23)和随动钻孔模型(24)通过钻孔内的锚固剂与锚杆(5)相粘结。

7.一种根据权利要求1-6中任一项所述的用于测试锚杆剪切载荷的试验台的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将待测的锚杆锚固于固定钻孔模型和随动钻孔模型的钻孔内；

S2、通过剪切装置驱动随动钻孔模型沿锚杆径向滑移，以对锚杆施加剪切载荷；

S3、在固定钻孔模型与随动钻孔模型的分界处形成剪切面；

S4、通过液压传感器测试剪切油缸系统压力；

S5、根据测试油缸系统压力计算锚杆承受的剪切载荷。

8.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，在步骤S2中所述剪切装置在不施加剪切载荷时，油缸活塞杆处于伸出状态以使固定钻孔模型与随动钻孔模型处于同一轴线上；施加剪切载荷时，向油缸活塞杆腔供油，油缸活塞杆回缩并驱动剪切滑块及随动钻孔模型一起向下移动，使固定钻孔模型与随动钻孔模型的分界面处相对滑移，从而对锚杆施加剪切载荷。

9.根据权利要求8所述的测试方法，其特征在于，所述油缸通过控制系统控制先导比例减压阀动作，以改变供液系统的压力，从而改变油缸活塞杆输出的剪切力；利用节流阀控制液压系统流量，可改变油缸活塞杆的回缩速度，进而控制剪切载荷的加载速度。

10.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述剪切载荷为油缸加载系统压力与加载油缸面积的乘积。