[发明专利]动态下锚杆与围岩力学特性研究装置及其使用方法有效
申请号: | 201810199245.X | 申请日: | 2018-03-12 |
公开(公告)号: | CN108279107B | 公开(公告)日: | 2023-04-25 |
发明(设计)人: | 吴秋红;李羲 | 申请(专利权)人: | 湖南科技大学 |
主分类号: | G01M7/08 | 分类号: | G01M7/08;G01N3/30 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 411201 *** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 动态 下锚杆 围岩 力学 特性 研究 装置 及其 使用方法 | ||
1.动态下锚杆与围岩力学特性研究装置的使用方法,包括套管、锚杆、锚固剂、固定端,锚固剂将锚杆锚固在套管中,锚杆一端位于套管内,套管具有纵向开槽,固定端通过开槽与该端锚杆固定相连,固定端与地面固定相连,受冲击块套装在套管口,
其特征为该装置的使用方法如下:
a.将应变片贴在锚杆的切槽上,应变片为SG1、SG2 、SG3,采用锚固剂将锚杆锚固在套管中;
b.等锚固剂养护好后,将固定块沿锚杆和套管开槽放入,接着用长套筒扳手把螺母和垫片套在锚杆,采用数显扳手对锚杆施加预应力,预紧力计算公式为:Mt=K×P×D×0.001,Mt为预紧力矩,K为拧紧力系数,P为预紧力,D为螺纹公称直径,计算得到初始预应力,之后将冲击保护套和受冲击块套装在套管口;
c.将组装好的试验装置安装在霍普金森测试装置上,SHPB试验平台的固定装置与地面是固定相连的,再将固定块与SHPB试验平台的固定座固定相连,将锚杆上应变片导线通过桥盒接到动态应变仪上,之后打开动态应变仪和示波器,确保入射杆冲击时与套管保持共轴,检查和锚杆上的应变片连接是否正常,设置动态气压,准备进行动态冲击试验;
d.冲击完后,记录示波器上应变片上得到的信号,锚杆滑移量、螺母的松紧情况,之后打开套管,观察锚固剂的损伤情况,最后关闭所有仪器,清理套管中锚固剂,完成整个试验过程;
e.采用游标卡尺测量得到锚杆滑移量,采用数显扳手测量锚杆的剩余预应力;
f.确定锚杆中应力波传播波速Vp,由于SG1和SG2的距离△d1、SG2和SG3的距离△d2是已知的,根据示波器得到的三个应变片的应力波数据,得到SG1应力波信号和SG2应力波信号起点的时间差△t1,SG2应力波信号和SG3应力波信号起点的时间差△t2,根据公式Vp=△d/△t计算得到应力波在SG1和SG2之间、SG2和SG3之间的传播波速。
2.根据权利要求1中所述的动态下锚杆与围岩力学特性研究装置的使用方法,其特征为固定端包括固定块、螺母、垫片和固定座,固定块为长条状,其中部有孔,锚杆从孔中穿过,螺母与锚杆的螺纹相配套,螺母和垫片安装在锚杆上,将固定块的位置限定,固定块的两端位于套管外,固定块的两端与固定座固定相连,固定座与SHPB试验平台固定相连,SHPB试验平台与地面固定相连。
3.根据权利要求2中所述的动态下锚杆与围岩力学特性研究装置的使用方法,其特征为套管开槽与固定块的宽度相等。
4.根据权利要求3中所述的动态下锚杆与围岩力学特性研究装置的使用方法,其特征为受冲击块为两阶圆柱台,外径较小的圆柱台插入套管中,外径较大的圆柱台的外径等于或大于套管外径。
5.根据权利要求1中所述的动态下锚杆与围岩力学特性研究装置的使用方法,其特征为套管与受冲击块相接触的一端安装有冲击保护套,冲击保护套为圆筒状,其内径等于套管外径,其套装在套管外沿上,锚固剂与套管口之间具有一定距离。
6.根据权利要求1中所述的动态下锚杆与围岩力学特性研究装置的使用方法,其特征为套管有内螺纹,锚固剂锚固在内螺纹上。
7.根据权利要求1或4或5或6中所述的动态下锚杆与围岩力学特性研究装置的使用方法,其特征为锚杆上沿轴向设有间隔一定的若干切槽,应变片贴在切槽上。
8.根据权利要求7中所述的动态下锚杆与围岩力学特性研究装置的使用方法,其特征为套管上沿轴向设有多个孔洞,应变片的连接导线从孔洞中穿过。
9.根据权利要求8中所述的动态下锚杆与围岩力学特性研究装置的使用方法,其特征为应变片导线通过桥盒接到动态应变仪上,动态应变仪和示波器相连,示波器与计算机相连。
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