一种组合体模拟围岩的锚喷支护效果测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种组合体模拟围岩的锚喷支护效果测试装置，涉及喷射混凝土试验技术领域，该装置包括围岩支架、液压缸、模拟围岩组合体、锚杆和混凝土喷层；围岩支架上均匀排布固定有液压缸，模拟围岩组合体紧贴液压缸布置，锚杆设置在模拟围岩组合体内，混凝土喷层设置在模拟围岩组合体的锚杆外露端一侧的表面上；其中模拟围岩组合体包括多个围岩块，在混凝土喷层和模拟围岩组合体之间还设置有应变片，液压缸和模拟围岩组合体之间还设置有应力传感器。本实用新型专利技术提供的装置实现了通过室内试验进行锚喷支护的支护效果测试的功能，另外还具有操作简便、控制效果好等优点。

A testing device of bolt and shotcrete supporting effect of composite body simulating surrounding rock

The utility model provides a test device for the effect of bolt shotcreting support of a composite simulating surrounding rock, which relates to the technical field of shotcreting test, and the device includes a surrounding rock support, a hydraulic cylinder, a simulated surrounding rock combination, a bolt and a concrete shotcreting layer; the surrounding rock support is evenly arranged and fixed with a hydraulic cylinder, and the simulated surrounding rock combination is arranged close to the hydraulic cylinder, and the bolt is arranged in the simulated surrounding rock combination In the body, the concrete spraying layer is arranged on the surface of the exposed end of the anchor bolt of the simulated surrounding rock combination; the simulated surrounding rock combination includes a plurality of surrounding rock blocks, between the concrete spraying layer and the simulated surrounding rock combination, strain gauge is also arranged, and the stress sensor is also arranged between the hydraulic cylinder and the simulated surrounding rock combination. The device provided by the utility model realizes the function of testing the support effect of the bolt spray support through the indoor test, and has the advantages of simple operation, good control effect, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种组合体模拟围岩的锚喷支护效果测试装置
本技术涉及喷射混凝土试验装置
，尤其是一种组合体模拟围岩条件下的锚喷支护效果测试装置。
技术介绍
目前随着锚杆和喷射混凝土组合的支护方式应用越来越广泛，然而锚喷支护的支护效果检验及安全性能测试只能通过现场监测去确定，但是由于不同的现场环境存在差异，现场监测误差较大，不利于混凝土锚喷支护效果的规律进行研究。通过单轴压缩试验研究锚喷结构的支护效果只能进行单一数据的测试，或者缺乏相应的试验设备。为了研究锚喷支护过程中混凝土的支护效果，以及围岩压力增大后混凝土的变形破坏特征，需要设计一种模拟围岩并且能够测试锚喷支护结构的支护效果的实验室测试装置。
技术实现思路
为了实现通过室内试验测试锚喷支护结构的支护效果的目的，本技术提供了一种组合体模拟围岩的锚喷支护效果测试装置，具体技术方案如下。一种组合体模拟围岩的锚喷支护效果测试装置，其包括围岩支架、液压缸、模拟围岩组合体、锚杆和混凝土喷层；围岩支架上均匀排布固定有液压缸，模拟围岩组合体紧贴液压缸布置，锚杆设置在模拟围岩组合体内，混凝土喷层设置在模拟围岩组合体的锚杆外露端一侧的表面上；模拟围岩组合体包括多个围岩块，混凝土喷层和模拟围岩组合体之间还设置有应变片。优选的是，围岩块呈三棱柱状，截面形状为三角形；围岩块利用围岩模具制作。进一步优选的是，围岩模具上设置有多个模具槽，模具槽呈三棱柱状，模具槽的两侧设置有活动挡板；活动挡板两端设置有滑槽，滑槽上设置有滑块，滑块上设置有转轴，转轴和模具槽的侧壁相连。进一步优选的是，模拟围岩组合体靠近液压缸一侧的围岩块截面面积大于靠近混凝土喷层一侧的围岩块截面面积。还优选的是，围岩支架包括矩形围岩支架、直角半圆拱形围岩支架、梯形围岩支架、马蹄形围岩支架、圆形围岩支架和椭圆形围岩支架。还优选的是，液压缸和模拟围岩组合体之间还设置有应力传感器；混凝土喷层的对侧设置有工业相机观测混凝土喷层的变形和破坏，模拟围岩组合体外露侧面的对侧也设置有工业相机。还进一步优选的是，液压缸和模拟围岩组合体连接端还设置有压板，围岩支架使用型钢制作而成。本技术的有益效果包括：(1)本技术提供的组合体模拟围岩的锚喷支护效果测试装置，通过围岩支架提供试验基准支架，利用液压缸提供围压，通过围岩块的组合模拟围岩组合体结构，并可以设置锚杆并在围岩组合体上喷射混凝土，从而模拟锚喷支护结构，利用液压缸增大围压至锚喷支护结构破坏的过程中通过监测来验证锚喷结构的支护效果。(2)围岩块设计成三棱柱状，能够很好的模拟实际的围岩传递力的特征，喷射混凝土后形成的“围岩-锚杆-喷射混凝土”组合体，通过观测整体受力变形破坏情况真实的还原现场锚喷结构，从而使试验结果更加符合实际。(3)通过设计围岩块的材料组分制作不同强度的围岩块，从而模拟不同的围岩环境，通过使用围岩模具，从而可以制作更多形状的三棱柱围岩块，进而可以设置不同的巷道形状，从液压缸至混凝土喷层围岩块的截面逐渐减小，从而能够模拟围岩的破碎程度；液压缸端部设置压板可以保证模拟围岩组合体受力均匀。另外本技术还具有操作方便，模拟条件接近真实的围岩及锚喷支护情况，并且可重复试验，测试成本低，并且可以测试多种特殊情况下的锚喷支护效果。附图说明图1是组合体模拟围岩的锚喷支护效果测试装置结构示意图；图2是围岩块结构示意图；图3是围岩模具整体结构示意图；图4是围岩模具的模具槽结构示意图；图中：1-围岩支架；2-液压缸；3-模拟围岩组合体；4-锚杆；5-混凝土喷层；6-围岩模具；7-模具槽；8-活动挡板；9-滑块；10-转轴。具体实施方式结合图1至图4所示，本技术提供的一种组合体模拟围岩的锚喷支护效果测试装置的具体实施方式如下。实施例1一种组合体模拟围岩的锚喷支护效果测试装置具体结构包括围岩支架1、液压缸2、模拟围岩组合体3、锚杆4和混凝土喷层5。通过围岩支架1提供试验基准和支架，保证整体机构的稳定性，利用液压缸2提供围压，通过围岩块的组合模拟围岩组合体3结构，并可以设置锚杆4并在围岩组合体上喷射混凝土，从而模拟锚喷支护结构，利用液压缸2增大围压至锚喷支护结构破坏的过程中通过监测来判断锚喷结构的支护效果。其中围岩支架1上均匀排布固定有液压缸2，保证各个方向的压力可调，模拟围岩组合体3紧贴液压缸布置，锚杆4设置在模拟围岩组合体3内，模拟实际巷道中的锚杆4，混凝土喷层5设置在模拟围岩组合体3的锚杆外露端一侧的表面上，模拟实际巷道中的混凝土喷层5，根据模拟对象可以调整混凝土喷层5的厚度，以及混凝土的配比。模拟围岩组合体3包括多个围岩块，围岩块紧密贴合拼组成模拟围岩组合体3，混凝土喷层5和模拟围岩组合体3之间还设置有应变片，便于监测混凝土喷层和围岩的变形。围岩块呈三棱柱状，截面形状为三角形，具体可以为等边三角形和等腰直角三角形，这两种三角形组合方便形状规则；还可以为锐角三角形和直角三角形，从而适应拱形等形状的巷道制作。围岩块具体使用石膏、水泥、石英砂和松香混合材料制成，可以根据模拟的围岩性质适当调整各组分的比例，围岩块利用围岩模具6制作，围岩模具6可以制作不同截面尺寸的围岩块。围岩块在组合模拟围岩组合体时，模拟围岩组合体3靠近液压缸一侧的围岩块截面面积大于靠近混凝土喷层5一侧的围岩块截面面积，从而更好的还原巷道深部围岩较完整，巷道表面附近围岩破碎的实际情况。围岩模具6上设置有多个模具槽7，模具槽7呈三棱柱状，模具槽7的两侧设置有活动挡板8。活动挡板8两端设置有滑槽，滑槽上设置有滑块9，滑块上设置有转轴10，转轴10和模具槽7的侧壁相连。活动挡板8可以沿转轴转动，从而调整模具槽7内两个活动挡板的夹角大小，活动挡板8还可以沿滑槽滑动从而控制围岩块截面三角形的边长。通过活动挡板调整好模具槽的形状后，使用量角器放入模具槽测量角度确定，并将混合材料倒入模具槽，将模具槽的上表面抹平，完成围岩块的制作。围岩块设计成三棱柱状，能够很好的模拟实际的围岩传递力的特征，喷射混凝土后形成的“围岩-锚杆-喷射混凝土”组合体，通过观测整体受力变形破坏情况真实的还原现场锚喷结构，从而使试验结果更加符合实际。围岩支架1包括矩形围岩支架、直角半圆拱形围岩支架、梯形围岩支架、马蹄形围岩支架、圆形围岩支架和椭圆形围岩支架，设置不同的形状模拟不同实际调节下的巷道围岩。液压缸2和模拟围岩组合体3之间还设置有应力传感器，可以实时监测模拟的围岩应力，从而方便调节围岩应力。混凝土喷层5的对侧设置有工业相机观测混凝土喷层的变形和破坏，可以观测混凝土喷层的裂隙随巷道围岩应力变化发展情况，模拟围岩组合体3外露侧面的对侧也设置有工业相机，可以观测围岩组合体和混凝土喷层5厚度方向上随巷道围岩应力变化的发展情况。液压缸2和模拟围岩组合体3连接端还设置有压板，从而保证液压缸对模拟围岩组合体施加的压力均匀，围岩支架1使用型钢制作而成，其中两侧的立柱、底部横梁以及顶梁均可以使用双筋H型刚制作。为进一步的说明该装置的使用方法，公开一种组合体模拟围岩的锚喷支护效果测试方法，利用上述的一种组合体模拟围岩的锚喷支护效果测试装置，具体的试验步骤包括：步骤A.选择围岩支架1，并安装液压缸2，液压缸2可以焊接固定在围岩支架1上，围岩支架1的选择包括选择围岩支架本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合体模拟围岩的锚喷支护效果测试装置，其特征在于，包括围岩支架、模拟围岩组合体、锚杆和混凝土喷层；所述围岩支架上均匀排布固定有液压缸，所述模拟围岩组合体紧贴液压缸布置，所述锚杆设置在模拟围岩组合体内，所述混凝土喷层设置在模拟围岩组合体的锚杆外露端一侧的表面上；所述模拟围岩组合体包括多个围岩块，所述混凝土喷层和模拟围岩组合体之间还设置有应变片。

【技术特征摘要】
1.一种组合体模拟围岩的锚喷支护效果测试装置，其特征在于，包括围岩支架、模拟围岩组合体、锚杆和混凝土喷层；所述围岩支架上均匀排布固定有液压缸，所述模拟围岩组合体紧贴液压缸布置，所述锚杆设置在模拟围岩组合体内，所述混凝土喷层设置在模拟围岩组合体的锚杆外露端一侧的表面上；所述模拟围岩组合体包括多个围岩块，所述混凝土喷层和模拟围岩组合体之间还设置有应变片。2.根据权利要求1所述的一种组合体模拟围岩的锚喷支护效果测试装置，其特征在于，所述围岩块呈三棱柱状，截面形状为三角形；所述围岩块利用围岩模具制作。3.根据权利要求2所述的一种组合体模拟围岩的锚喷支护效果测试装置，其特征在于，所述围岩模具上设置有多个模具槽，所述模具槽呈三棱柱状，模具槽的两侧设置有活动挡板；所述活动挡板两端设置有滑槽，滑槽上设置有滑块，滑块上设置有转轴，转轴和模具槽的侧壁相连。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈连军，边文辉，孟千翔，潘刚，李文鑫，李鹏程，程奎峰，周智，蒋学凯，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：新型
国别省市：山东,37