[发明专利]锚固体动态拉伸实验装置及实验方法

摘要

本发明专利公开了一种锚固体动态拉伸实验装置及实验方法。本发明应用重锤‑杠杆装置，将重锤自由落体的冲击载荷转换‑放大为作用在锚杆上的冲击载荷，通过调整杠杆支点位置，改变锚杆上所受拉伸载荷的量值，研究不同载荷、不同拉伸速率下锚固体界面上的响应规律。本发明采用导向装置、杠杆放大装置，实现了锚杆的动态拉拔，所研究的第一、二界面脱粘失效规律对冲击地压锚固巷道锚固体失效机制具有一定的工程意义。

主权项

一种锚固体动态拉伸的实验方法，其特征在于：包括如下步骤（1）制作中间预留锚杆安装孔的圆形混凝土试件，养护28天，以备使用；（2）锚杆轴向两侧刻槽，粘贴应变片，连线密封，锚固于混凝土试件的孔内；（3）将试件固定在底座上，将应变片导线连接于动态应变仪；在锚杆外露段和试件上分别安装加速度传感器和位移传感器；（4）安装好冲击靶，其上安设PVDF动态载荷传感器；连接好各个连接处的钢丝绳，并保持张紧状态；（5）提升重锤至设定高度，释放重锤使其冲击冲击靶，带动钢丝绳，将冲击荷载转化为作用在锚杆的动载冲击载荷；动态应变仪记录动载荷沿锚杆轴向的分布及衰减规律，加速度传感器记录锚杆的杆体运动规律；（6）调节重锤下落高度，重复以上步骤，可研究加载速率对锚杆‑锚固剂第一界面、第二界面粘结力分布的影响规律；上述实验方法采用的实验装置主要包括重锤、锚固体拉伸装置、冲击‑杠杆传力系统、测量系统、试件制作模具；所述重锤包括穿心冲击钢块、重锤靶，重锤穿过定位杆，由重锤定位销固定在重锤冲击装置两边的立柱上，立柱上标示有刻度；两侧立柱上钻孔，以便重锤定位销插入，拉出定位销，重锤即可沿铅直轨道作自由落体运动，实现重锤冲击；所述试件为钢筋混凝土制作的圆柱形试件，所述试件还包括紧固装置，试件中心为矿用锚杆；所述测量装置包括加速度传感器、PVDF动态载荷传感器、金属箔式应变片；所述试件中心锚固的矿用锚杆，沿轴向两侧刻槽，槽内粘贴应变片；所述试件紧固装置为沿试件边缘内侧布置的配筋，在下端外露段加固螺纹，通过螺帽紧固在固定端；所述冲击‑杠杆传力系统包括重锤冲击靶、滑道、导向轮、钢丝绳、杠杆，重锤以一定速度下落作用在冲击靶上，冲击靶带动钢丝绳拉动杠杆动作，动载荷经杠杆放大后经钢丝绳、导向轮传递到矿用锚杆的受拉端；所述杠杆包括杠杆轴承支点、长臂和短臂，长臂和短臂通过轴承连接，短臂一节，长臂为若干节，各节之间为螺纹连接；连接冲击靶的钢丝绳连接长臂，连接矿用锚杆的钢丝绳连接于短臂，在杠杆臂、锚杆上钻孔，安装同类型钢丝绳制作的连接环，钢丝绳通过丝扣固定于连接环上；所述杠杆短臂给定长度，长臂随放大系数不同进行更换，轴承支点与杠杆通过螺栓连接装配；所述重锤为中空重块，沿一个有刻度的钢杆落下，冲击靶置于一个滑筒内，钢丝绳连接杠杆短臂及冲击靶。