加锚岩体性能测试系统和测试方法技术方案

本发明专利技术提供一种加锚岩体性能测试系统和测试方法，本发明专利技术涉及加锚岩体测试领域，提供加锚岩体性能测试系统包括：测试架至少三块测试用岩体安装在测试架内；冲击力施加装置置于中部测试用岩体上方，冲击力施加装置的底部安装有第一力传感器；摄像装置用于获取冲击力施加装置和中部测试用岩体的运动过程数据；中部测试用岩体设置有第二力传感器。本发明专利技术提供的加锚岩体性能测试系统，通过冲击力施加装置对中部的测试用岩体施加冲击力，采用第一力传感器和摄像装置获取的信息得到冲击力施加装置的冲击力

【技术实现步骤摘要】
加锚岩体性能测试系统和测试方法


[0001]本专利技术涉及加锚岩体测试
，尤其涉及一种加锚岩体性能测试系统和测试方法。

技术介绍

[0002]锚杆支护是指在边坡、岩土深基坑等地表工程及隧道、采场等地下硐室施工中采用的一种加固支护方式。用金属件、木件、聚合物件或其他材料制成杆柱，打入地表岩体或硐室周围岩体预先钻好的孔中，利用其头部、杆体的特殊构造和尾部托板(亦可不用)，或依赖于黏结作用将围岩与稳定岩体结合在一起而产生悬吊效果、组合梁效果、补强效果，以达到支护的目的。具有成本低、支护效果好、操作简便、使用灵活、占用施工净空少等优点。
[0003]井下围岩受频繁采掘扰动，甚至冲击地压的影响，不同岩层之间会发生速度不同的移动，这种岩层的错位移动会使处于岩层交界面处的锚杆承受动态剪切作用，从而发生井下常见的锚杆弯曲变形，甚至破断。一旦锚杆出现破坏失效，巷道的围岩稳定性会受到很大程度的影响，因此锚杆的力学性能直接关系到锚杆支护结构的防冲效果。
[0004]传统的岩石或锚杆动静载试验成果不足以支撑对冲击载荷下加锚岩体抗剪力学性能的分析及解释。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种加锚岩体性能测试系统和测试方法，用以解决现有技术中岩石或锚杆动静载试验无法分析冲击载荷下加锚岩体抗剪力学性能的缺陷，实现通过测试用岩体置于测试架中，对测试架中的中部测试岩体采用冲击力施加装置施加冲击力，利用第一力传感器、第二力传感器和摄像装置获取冲击过程的数据对加锚岩体的抗剪力性能进行分析。
[0006]本专利技术提供一种加锚岩体性能测试系统，包括锚杆和测试用岩体，所述锚杆贯穿所述测试用岩体，还包括：
[0007]测试架，至少三块所述测试用岩体安装在所述测试架内，所述锚杆贯穿所述测试用岩体和所述测试架；
[0008]冲击力施加装置，置于中部所述测试用岩体上方，用于对中部所述测试用岩体施加冲击力，所述冲击力施加装置的底部安装有第一力传感器；
[0009]摄像装置，设置在中部所述测试用岩体一侧，用于获取所述冲击力施加装置和中部所述测试用岩体的运动过程数据；
[0010]其中，中部所述测试用岩体靠近所述冲击力施加装置的一端设置有第二力传感器。
[0011]根据本专利技术提供的加锚岩体性能测试系统，所述测试架包括周向限位结构和轴向限位结构，
[0012]其中，周向限位结构，包括至少三组对扣组件，所述对扣组件形成包覆腔和开口
端，三组所述对扣组件的所述开口端顺次接触排布，所述开口端置于所述包覆腔的两侧，所述包覆腔用于容纳所述测试用岩体；
[0013]轴向限位结构，包括端部限位件和连接件，所述端部限位件置于所述对扣组件的所述开口端，所述连接件连接所述端部限位件。
[0014]根据本专利技术提供的加锚岩体性能测试系统，还包括第三力传感器组，所述第三力传感器组设置在所述锚杆上。
[0015]根据本专利技术提供的加锚岩体性能测试系统，所述第三力传感器组包括至少三个第三力传感器，每个所述第三力传感器分别置于不同的所述测试用岩体内。
[0016]根据本专利技术提供的加锚岩体性能测试系统，还包括第四力传感器组，包括至少两个第四力传感器，每个所述第四力传感器分别置于靠近所述测试架两侧的所述测试用岩体上。
[0017]根据本专利技术提供的加锚岩体性能测试系统，还包括光纤传感器，所述光纤传感器设置在所述锚杆上，并且跨越两个所述测试用岩体。
[0018]根据本专利技术提供的加锚岩体性能测试系统，还包括超声波监测装置，所述超声波监测装置分别设置在首个所述测试用岩体的前端面和末个所述测试用岩体的后端面。
[0019]根据本专利技术提供的加锚岩体性能测试系统，还包括轴力传感器，所述轴力传感器安装在所述锚杆的端部。
[0020]根据本专利技术提供的加锚岩体性能测试系统，还包括位移传感器，所述位移传感器置于中部所述测试用岩体下方。
[0021]本专利技术还提供了一种测试方法，包括：
[0022]在锚杆上安装第三力传感器组和光纤传感器；
[0023]在三个测试用岩体安装第二力传感器、第四力传感器组、超声波检测装置；
[0024]将所述锚杆贯穿三个所述测试用岩体，并将三个所述测试用岩体安装在测试架上，并对锚杆预紧；
[0025]将轴力传感器安装在所述锚杆的一端；
[0026]对中间位置的所述测试用岩体施加冲击力，并得到整个冲击力变化数据；
[0027]获取中间位置的所述测试用岩体的位移数据以及所施加的冲击力的位移数据；
[0028]获取所述第三力传感器组、所述光纤传感器、所述第二力传感器、所述第四力传感器组、所述超声波检测装置以及所述轴力传感器数据并进行分析。
[0029]本专利技术提供的加锚岩体性能测试系统，通过采用至少三块的测试用岩体置于测试架中，通过冲击力施加装置对中部的测试用岩体施加冲击力，采用第一力传感器和摄像装置获取的信息得到冲击力施加装置的冲击力
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位移曲线，采用第二力传感器和摄像装置获得信息得到中部的测试用岩体的冲击力
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位移曲线以及摄像装置捕捉的冲击过程图像信息分析锚杆置于岩体时在冲击载荷下的抗剪力性能。
[0030]进一步，在本专利技术提供的测试方法中，由于具备如上所述的加锚岩体性能测试系统，因此同样具备如上所述的各种优势。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术
描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1是本专利技术提供的加锚岩体性能测试系统的示意图；
[0033]图2是本专利技术提供的安装锚杆的测试用岩体；
[0034]图3是本专利技术提供的测试架的结构示意图；
[0035]图4是本专利技术提供的对扣组件端面示意图；
[0036]图5是本专利技术提供的端部限位件示意图；
[0037]图6是本专利技术提供的测试方法的流程图。
[0038]附图标记：
[0039]100：周向限位结构；
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110：对扣组件；
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120：法兰沿；
[0040]101：包覆腔；
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102：开口端；
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103：第一对扣件；
[0041]104：第二对扣件；
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105：第一腔；
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106：第二腔；
[0042]107：第一侧板；
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108：第二侧板；
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109：第三侧板；
[0043]111：第一连接面；
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112：第二连接面；
ꢀꢀꢀꢀꢀ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加锚岩体性能测试系统，包括锚杆和测试用岩体，所述锚杆贯穿所述测试用岩体，其特征在于，还包括：测试架，至少三块所述测试用岩体安装在所述测试架内，所述锚杆贯穿三块所述测试用岩体和所述测试架；冲击力施加装置，置于中部所述测试用岩体上方，用于对中部所述测试用岩体施加冲击力，所述冲击力施加装置的底部安装有第一力传感器；摄像装置，设置在中部所述测试用岩体一侧，用于获取所述冲击力施加装置和中部所述测试用岩体的运动过程数据；其中，中部所述测试用岩体靠近所述冲击力施加装置的一端设置有第二力传感器。2.根据权利要求1所述的加锚岩体性能测试系统，其特征在于，所述测试架包括周向限位结构和轴向限位结构，其中，周向限位结构，包括至少三组对扣组件，所述对扣组件形成包覆腔和开口端，所述对扣组件的所述开口端顺次接触排布，所述开口端置于所述包覆腔的两侧，所述包覆腔用于容纳所述测试用岩体；轴向限位结构，包括端部限位件和连接件，所述端部限位件置于所述对扣组件的所述开口端，所述连接件连接所述端部限位件。3.根据权利要求1所述的加锚岩体性能测试系统，其特征在于，还包括第三力传感器组，所述第三力传感器组设置在所述锚杆上。4.根据权利要求3所述的加锚岩体性能测试系统，其特征在于，所述第三力传感器组包括至少三个第三力传感器，每个所述第三力传感器分别置于不同的所述测试用岩体内。5.根据权利要求1所述的加锚岩体性能测试系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：山世昌，吴拥政，付玉凯，周鹏赫，
申请(专利权)人：煤炭科学研究总院，
类型：发明
国别省市：