[发明专利]一种节理岩体锚杆动载荷试验装置

说明书

本发明公开了一种节理岩体锚杆动载荷试验装置，属于锚杆荷载试验装置技术领域。目的旨在提供一种节理岩体锚杆动载荷试验装置。以获得冲击荷载与节理处锚杆的塑性变形之间的关系的试验数据。试验装置包括动力试验台、节理锚杆模拟装置、动力加载装置、重物提升装置、荷载采集装置、位移监测装置，动力试验台包括工字型钢及两个钢柱，节理锚杆模拟装置包括钢管及锚杆，钢管包括相互接触但不连接的上部钢管及下部钢管，钢板与工字型钢固定连接，动力加载装置包括空心落锤、垫块、冲击板，重物提升装置用于提升和释放空心落锤，荷载采集装置用于采集空心落锤产生的荷载，位移监测装置用于监测锚杆的位移。

技术领域

本发明具体涉及一种节理岩体锚杆动载荷试验装置，属于锚杆荷载试验装置技术领域。

背景技术

随着开采深度的不断增大，高应力下巷道的稳定性成了人们关注的问题。岩体在高应力状态下积聚有大量的弹性能，在一定条件下突然发生破坏、冒落或抛出，使能量突然释放，呈现声响、震动以及气浪等明显的动力效应。近年来，有关动态荷载下节理岩体的破坏问题也越来越突出。目前，锚杆支护的研究多集中在静态条件下的现场测试试验、相似模拟和数值分析，而对动载作用下巷道支护锚杆，尤其是节理岩体锚杆的动态响应和力学性能的研究报道很少。

发明内容

因此，针对现有技术的上述不足，本发明目的旨在提供一种节理岩体锚杆动载荷试验装置。以获得冲击荷载与节理处锚杆的塑性变形之间的关系的试验数据。

具体的，节理岩体锚杆动载荷试验装置，包括动力试验台、节理锚杆模拟装置、动力加载装置、重物提升装置、荷载采集装置、位移监测装置，所述动力试验台包括工字型钢及两个钢柱，工字型钢的两端分别连接两个钢柱的顶部，工字型钢中间位置设有开孔，所述节理锚杆模拟装置包括钢管及锚杆，钢管包括相互接触但不连接的上部钢管及下部钢管，下部钢管底部连接垫板，上部钢管顶部连接钢板，上部钢管穿过开孔，钢板与工字型钢固定连接，锚杆通过灌浆方式固定在钢管内部且锚杆从钢管底部穿出，所述动力加载装置包括空心落锤、垫块、冲击板，所述冲击板固定在钢管上位于垫板上方的位置，所述垫块设置在钢管外侧且位于冲击板上方，所述空心落锤套装在钢管上且位于垫块上方，所述重物提升装置用于提升和释放空心落锤，所述荷载采集装置用于采集空心落锤产生的荷载，所述位移监测装置用于监测锚杆的位移。

进一步的，所述重物提升装置包括两个联动的卷扬机，空心落锤上设有两个挂环，卷扬机通过电动抓钩连接挂环，卷扬机固定在工字型钢上。

进一步的，所述荷载采集装置包括第一压力传感器及第二压力传感器，所述第一压力传感器设置在冲击板与垫板之间，垫板下方设有固定安装的托盘，第二压力传感器设置在托盘与垫板之间。

进一步的，所述位移监测装置包括钢条及支座，支座固定在钢柱上，钢条放置在支座上且锚杆从钢条中间穿出。

进一步的，所述钢柱高度为2米，所述开孔的孔径为60毫米，钢板通过螺栓固定在工字型钢上。

进一步的，所述钢管总长度为1.5米，其中下部钢管长度为0.3米、0.5米或0.8米，钢管内部设有螺纹，钢管内径28毫米，钢管外径38毫米，锚杆材料为HRB335钢筋，锚杆长度为1.3米，直径为18毫米，锚杆露出长度为0.3米。

进一步的，所述空心落锤为钢质空心圆柱形，高径比为1∶2，重量为400kg，空心落锤中心圆孔直径比钢管直径大4毫米，所述垫块为木垫块。

进一步的，所述钢板为边长30厘米的矩形钢板，厚度为10毫米，所述垫板厚度为边长10厘米的矩形钢板，厚度为6毫米。

进一步的，所述两个钢柱的底部之间设有橡胶垫，所述冲击板焊接在钢管上，冲击板厚度为5厘米。

本发明的有益效果在于：