[发明专利]锚固件拉拔试验装置及方法

说明书

本发明提供一种锚固件拉拔试验装置及方法，涉及巷道支护锚固件技术领域，锚固件拉拔试验装置包括围压室、围岩试样、油压传感器、连接件、压力传感器和第一驱动件，具体地，围岩试样的内部设有适于锚固件穿设的孔体，孔体通过锚固剂连接锚固件，围岩试样设置于围压室的内部，围岩试样的周侧与围压室的内壁之间形成油腔，油压传感器用于检测油腔内的油压，连接件适于连接锚固件伸出围岩试样的部分，压力传感器位于连接件和围压室之间，通过对油腔通入油液并加压，以形成对围岩试样的额定压力，从而对锚固件的位于孔体内的锚固段产生围压，使锚固件在拉拔试验过程中更接近在实际工程中的状态，提高了锚固件拉拔试验结果的准确性和可靠性。

技术领域

本发明涉及巷道支护技术领域，尤其涉及一种锚固件拉拔试验装置及方法。

背景技术

我国煤矿主要以井工开采为主，生产环境条件复杂，需要在井下开掘大量巷道。锚杆支护是巷道支护经济、有效的手段，已经成为煤矿巷道首选的高效支护方式，但随着近年来煤矿的开采深度、广度及开采强度的持续增加，我国深部矿井逐渐增多，进而由深部高应力带来的巷道变形增大、冲击地压等危害也逐渐加强，巷道内部经常出现锚杆破断、支护构件失效、巷道表面大范围鼓包等问题，这对于锚杆的支护性能提出了更高的要求。

工程现场统计表明，当锚杆在支护中受到围岩的静压和动压时，如果锚杆的锚固力达不到巷道维护要求，将引发垮落、冒顶等事故，造成大量的人员伤亡和经济损失。锚杆在巷道围岩环境中发挥支护作用时，除在锚杆内部轴向存在荷载传递外，锚固体周边均受到不同方向围岩应力，其所受应力的变化直接影响着锚固系统的承载力。围压作为锚杆锚固设计中一个非常重要的因素，在锚固系统中对锚固力的影响却鲜有研究，因此有必要对井下复杂条件下，锚杆的锚固机理、锚杆与围岩相互作用关系、应力分布规律及锚固体承载特性等问题进行进一步的研究。

但是，现场实测经常受到环境条件的限制及多种不确定因素的影响，难以开展，相比较而言，在锚固特性实验室内进行研究，更容易获得系统内部规律，从而为工程提供技术支持。目前，尚没有一种可对锚杆进行围压加载的成熟试验装置，多在普通的万能试验机上进行锚杆拉拔试验来测试其锚固性能，使锚杆的受力环境与实际工程严重不符。

发明内容

本发明提供一种锚固件拉拔试验装置及方法，以解决现有的试验装置在对锚固件进行拉拔试验时，仅仅对锚固件传递轴向荷载，而未考虑锚固件所受到的来自不同方向的围岩应力，使锚固件在测试过程中的受力环境与实际工程严重不符，导致试验结果不够准确的问题。

可理解地，锚固件可以是锚杆，也可以是锚索。

本发明的第一方面提供的一种锚固件拉拔试验装置，包括：

围压室；

围岩试样，所述围岩试样的内部设有适于锚固件穿设的孔体，所述孔体通过锚固剂连接锚固件，所述围岩试样设置于所述围压室的内部，所述围岩试样的周侧与所述围压室的内壁之间形成油腔，所述油腔设有进油口和排油口；

油压传感器，用于检测所述油腔内的油压，油压传感器的检测端设置于所述油腔内，通过在所述进油口注油加压以使所述油压传感器所测油压维持在额定范围内；

连接件，所述连接件适于连接锚固件伸出所述围岩试样的部分；

压力传感器，所述压力传感器位于所述连接件和所述围压室之间；

第一驱动件，所述第一驱动件通过驱动所述压力传感器朝远离所述围压室的方向移动，以使所述压力传感器推动所述连接件。

进一步地，所述第一驱动件包括：

空心油缸，所述空心油缸设置于所述围压室和所述压力传感器之间，所述空心油缸的活塞杆适于锚固件贯穿，所述空心油缸的活塞杆适于推动所述压力传感器朝远离所述围压室的方向移动。

进一步地，还包括：