[发明专利]薄喷衬层切向粘结强度测试装置及测试方法

说明书

本发明提供一种基于万用电子实验机的薄喷衬层切向粘结强度测试装置及测试方法；包括固定座体、试样固定盒、拉伸连接装置、拉伸框体、前压板、试验机上座、上拉头和试验机下座；通过制样模具预制拉伸试样、上拉头与拉伸框架传递轴向拉力、球头拉杆调节拉伸受力方向，同时借助于常规万用电子试验机提供切向拉伸力测试不同胶凝时间下薄喷衬层材料与岩石基体间的切向粘结力，以此表征薄喷材料的切向粘结性能。本发明填补了薄喷材料切向粘结强度测试装置与测试方法领域的空白，并且其安装简单，使用方便，具有较大的推广应用价值。

技术领域

本发明属于薄喷技术领域，涉及一种薄喷衬层切向粘结强度测试装置及测试方法，尤其适用于薄喷材料常规力学性能的测试工作。

背景技术

我国西部地区特殊的成岩环境和沉积过程，形成了其独特的物理力学性质，强度低、胶结差、易风化、遇水泥化是其典型特征，及时喷射混凝土作为封堵围岩的重要手段，联合其他支护方式可共同维持巷道围岩的稳定。普通喷射混凝土支护作为锚喷支护技术体系中的一项重要组成部分，现阶段存在以下问题：回弹量大，材料浪费严重，水灰比难以控制，喷层内受力不均一，容易开裂、剥落，具有一定安全隐患。

近几年薄喷技术的逐渐成熟极大程度上使得上述问题得到缓解，相比于传统喷射厚层混凝土，薄喷衬层技术具有用量少、密封性好、抗拉力强等特点，在一些地区正逐渐替代传统的喷射混凝土。对于薄喷材料，切向粘结强度能够评价其与巷道围岩的粘结特性，是薄喷衬层一项重要的力学性能指标，但现有的研究中对薄喷材料的切向粘结性能关注较少，测试标准及设备更是鲜有提及，因此目前缺少一种能够实现薄喷衬层切向粘结强度的测试装置及测试方法。

发明内容

本发明针对现有薄喷材料的切向粘结性能测试标准、实验设备及测试方法的缺失，根据薄喷材料的性能特点，提出了一种基于电子试验机的薄喷衬层切向粘结强度测试装置及测试方法。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种薄喷衬层切向粘结强度测试装置，包括固定座体、试样固定盒、拉伸连接装置、拉伸框体、前压板、试验机上座、上拉头和试验机下座；

所述固定座体的底部圆柱端插入试验机下座孔中，且固定座体与试验机下座通过销连接，所述固定座体上螺纹连接有圆螺母，圆螺母用于锁紧试验机下座；

所述固定座体上部是圆盘结构，圆盘上端面沿中心方向线加工台阶结构，试样固定盒与固定座连接且试样固定盒的前端面与固定座台阶对齐；进而与试验机的轴线对齐，以此确保粘结平面内只存在切向力；

其中拉伸连接装置中的岩石基体置于试样固定盒中部的大圆孔内，所述大圆孔的后端面中部设有后螺孔，所述后螺孔内螺纹连接有后翼型螺钉，所述后翼型螺钉用于调整岩石基体在大圆孔内的前后位置；所述前压板与试样固定盒通过前翼型螺钉连接且前压板用于对岩石基体进行限位；前压板与后螺孔协同限位，确保岩石基体处于合适的位置；

所述拉伸连接装置包括岩石基体、薄喷涂层、连接钢板、连接螺栓和球头拉杆，所述薄喷涂层由制样模具浇筑制成，其与岩石基体之间靠薄喷材料而粘结，其与连接钢板之间靠胶水粘结，球头拉杆的上部与拉伸框架连接从而为拉伸连接装置提供切向力；所述球头拉杆的下部通过连接螺栓与连接钢板连接；

所述拉伸框架顶部的框体螺纹孔与上拉头底部的螺柱通过螺纹连接；上拉头通过销孔和销与试验机上座连接，上拉头外部螺纹连接有一对圆螺母，一对圆螺母分别用于锁紧试验机上座和与拉伸框架的螺纹连接，保证系统稳定性。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述试样固定盒底部的槽口通过螺栓与固定座连接。