[发明专利]测试在不同工况下的锚杆应力计的试验装置及方法

说明书

本发明涉及测试在不同工况下的锚杆应力计的试验装置及方法，本试验装置包括试验平台，试验平台上表面开设有两个相互垂直的支座轨道，每个支座轨道中均设置有滚动支座，滚动支座的上部中心设置有转动轴，转动轴的顶部设置有夹持装置，两个滚动支座之间夹持有锚杆，锚杆中间安装有锚杆应力计、两个应变计和两个千斤顶，锚杆应力计和应变计通过数据线与数据采集器连接。本方法包括如下步骤：（1）安装试验装置；（2）安装锚杆；（3）固定滚动支座；（4）安装数据采集器；（5）对锚杆进行试验；（6）数据处理。本发明的原理比较简单，且模拟锚杆受力的状态真实。

技术领域

本发明涉及测试在不同工况下的锚杆应力计的试验装置及方法，具体涉及一种用于测试锚杆在不同安装角度，不同荷载作用下锚杆应力计的性能测试，并研究锚杆在这些工况作用下荷载与锚杆应力计测出的应力与锚杆应变之间的关系。

背景技术

目前的情况下，锚杆应力计只能测量锚杆所受到的沿锚杆轴向的拉力或者压力，矫正锚杆应力计的读数也是按照轴向的拉力和压力来进行试验的。但是在剪力或者弯矩作用下的锚杆应力计工况中，锚杆应力计的变化规律也需进一步进行研究，因为锚杆打入岩体之后其所受到的应力情况复杂，不只受到轴向的拉力或压力，还受到岩体的重力作用；若锚杆埋入断层里，由于断层之间的错动变形，还有可能受到剪力作用，在这些工况作用下，锚杆可能会出现弯曲变形，这样就有可能使锚杆应力计测量出来的数值有偏差，因为锚杆应力计测得的是轴向的力，若应力计受剪或受弯作用，锚杆应力计的数值变化就会有不同的变化。

此外，锚杆在安装时，与岩体会形成不同的角度，不同的安装角度对锚杆应力计的应力也有一定的影响；有些文献还指出，差阻式锚杆应力计安装时的不同引出电缆的方向对锚杆应力计的测值也有一定的影响。研究这些变化规律对研究锚杆应力计的工作状态的全面认识以及锚杆安装方面有重要的指导意义。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种测试在不同工况下的锚杆应力计的试验装置及方法，其具体技术方案如下：

测试在不同工况下的锚杆应力计的试验装置，包括试验平台，所述试验平台上表面开设有两个相互垂直的支座轨道，两个所述支座轨道依次靠近试验平台的一组相邻边的边缘，每个所述支座轨道中均设置有滚动支座，所述滚动支座能够在所述支座轨道中滚动变化位置，所述滚动支座的上部中心设置有转动轴，所述转动轴的下端设置有与滚动支座固定的转动轴承，所述转动轴的顶部设置有夹持装置，两个所述滚动支座之间通过对应的夹持装置夹持一根锚杆，所述锚杆中间安装有锚杆应力计、两个应变计和两个千斤顶，两个千斤顶分别位于锚杆应力计的两侧，两个应变计分别位于锚杆应力计的两侧，所述锚杆应力计和应变计通过数据线与数据采集器连接。

所述转动轴的一组相对边设置有两个穿过滚动支座的大号固定螺丝，所述大号固定螺丝相对压紧转动轴的一组相对边，将其固定。

所述夹持装置的中间设置有预留给锚杆穿过的通道，所述通道两侧均至少设置有两个小号固定螺丝，所述小号固定螺丝相对压紧在锚杆的水平相对边，将其固定。

所述大号固定螺丝和小号固定螺丝的螺杆末端均打磨成朝向螺杆半圆形凹陷的半圆槽，所述转动轴或者锚杆贴紧固定在对应的半圆槽中。

所述滚动支座的底部设置有置于支座轨道中的滚动轮，所述滚动支座的侧部设置有支座滚轮，每个支座滚轮配有两个滚轮挡片。

两个所述支座轨道的边缘均设置有轨道刻度线。

测试在不同工况下的锚杆应力计的试验方法，包括如下步骤：

（1）安装试验装置：取两个滚动支座分别放置在两个支座轨道中，转动滚动支座上部的夹持装置，使两个滚动支座的夹持装置中间预留的通道位于同一条直线上，调整好之后，拧紧大号固定螺丝，完成转动轴及夹持装置固定；