托板与缓冲垫层组合结构动载测试方法技术

本发明专利技术公开一种托板与缓冲垫层组合结构动载测试方法，包括以下步骤，将缓冲垫层放置在试验机的设定位置上，将托板放置在缓冲垫层上使试验机的载能体对准托板的中心，托板上设置应变片，托板与缓冲垫层之间、缓冲垫层和试验机之间设置应力计，缓冲垫层侧面设置第一高速摄像监测点，利用高速摄像仪监测第一高速摄像监测点，设置超声波监测装置，设置位移传感器，将载能体调节至设定位置，释放试验机的载能体，试验机的采集系统生成冲击力

【技术实现步骤摘要】
托板与缓冲垫层组合结构动载测试方法


[0001]本专利技术涉及试验设备
，尤其涉及一种托板与缓冲垫层组合结构动载测试方法。

技术介绍

[0002]锚杆托板是煤矿巷道预应力锚杆支护系统中的关键构件之一，其在预应力锚杆支护系统中的作用主要体现在两个方面：一个方面是使锚杆的预应力有效扩散至锚杆周围的围岩中，从而实现锚杆的主动支护作用，另一个方面是将围岩变形产生的载荷传递至锚杆杆体，同时杆体又将变化的载荷反馈给围岩，实现锚杆与围岩的动态相互作用，从而有效控制围岩变形破坏。
[0003]在冲击地压巷道中，托板与围岩间的作用力不仅受围岩静载载荷的作用，还会受到冲击动载荷的影响。冲击地压发生时，强烈的冲击造成托板与围岩间的作用力剧增，进而造成托板接触区域围岩破裂、垮落，托板悬空失效。对于强度较高的围岩，托板出现过载弯折、撕裂，甚至造成锚杆破断。因此，托板的力学性能直接关系到锚杆支护在冲击地压巷道中的防冲效果。相关技术中对托板的测试的检测标准单一，且不能准确反应其在煤矿巷道预应力锚杆支护系统所需的力学性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
[0005]缓冲垫层能有效吸收冲击地压发生时释放的冲击动能，从而减小冲击载荷对锚杆和围岩的作用，但不同的缓冲垫层和托板结构其抗冲击能力和吸能水平差别较大，传统的托板测试只能得到托板的变形和承载力，与托板在工作环境中的实际性能有着脱离，专利技术人认为对于托板和缓冲垫层的组合结构进行测试更能体现托板在工作环境中的实际性能。
[0006]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种托板与缓冲垫层组合结构动载测试方法，具有多方面检测抗冲击吸能性能、有效检测托板质量和力学性能的优点。
[0007]本专利技术实施例的托板与缓冲垫层组合结构动载测试方法，包括以下步骤，将缓冲垫层放置在试验机的设定位置上，将托板放置在缓冲垫层上使试验机的载能体对准托板的中心，在托板上设置应变片，在托板与缓冲垫层之间、缓冲垫层和试验机之间设置应力计，在缓冲垫层侧面设置第一高速摄像监测点，利用高速摄像仪监测第一高速摄像监测点，设置用于监测缓冲垫层的超声波监测装置，设置用于监测试验机的载能体位移距离的位移传感器，将载能体调节至设定位置，释放试验机的载能体，试验机的采集系统生成载能体冲击力
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位移曲线、托板应变时程曲线、缓冲垫层冲击力
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位移曲线、缓冲垫层声波时程曲线。
[0008]在本实施例中，本专利技术实施例的具有的独立权利要求带来的优点和技术效果。
[0009]在一些实施例中，还包括动态力传感器，所述动态力传感器设置在载能体底部，应变片粘贴在托板上部。
[0010]在一些实施例中，所述试验机还包括煤岩体模拟层和钢支座，所述煤岩体模拟层放置在所述钢支座上，所述缓冲垫层放置在所述煤岩体模拟层上。
[0011]在一些实施例中，所述应力计设置在所述缓冲垫层与所述煤岩体模拟层之间、以及设置在煤岩体模拟层与钢支座之间。
[0012]在一些实施例中，煤岩体模拟层的侧面设置有第二高速摄像监测点，所述高速摄像仪的数量为两个并分别用于检测所述第一高速摄像监测点和第二高速摄像监测点。
[0013]在一些实施例中，第一高速摄像监测点和所述第二高速摄像监测点为分别涂覆在所述缓冲垫层和所述煤岩体模拟层侧面中心位置的标志漆层。
[0014]在一些实施例中，所述超声波检测装置包括超声波发射和接收装置，超声波发射和接收装置设置在缓冲垫层和煤岩体模拟层旁侧，超声波发射和接收装置形成的超声波传播路径经过缓冲垫层和煤岩体模拟层中部。
[0015]在一些实施例中，在释放试验机的载能体后，所述采集系统还生成煤岩体模拟层冲击力
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位移曲线、煤岩体模拟层声波时程曲线。
[0016]在一些实施例中，所述载能体为落锤。
[0017]在一些实施例中，所述位移传感器包括激光位移计。
附图说明
[0018]图1是根据本专利技术实施例中试验机结构示意图。
[0019]图2是根据本专利技术实施例中不同托板与缓冲垫层组合结构载荷
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位移曲线。
[0020]图3是根据本专利技术实施例中不同缓冲垫层下载能体冲击力时程曲线。
[0021]图4是根据本专利技术实施例中不同缓冲垫层下托板应变时程曲线。
[0022]附图标记：1、载能体；2、托板；3、缓冲垫层；4、煤岩体模拟层；5、超声波监测装置；6、位移传感器；7、动态力传感器；8、应变片；9、应力计；10、高速摄像仪。
具体实施方式
[0023]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0024]缓冲垫层3能有效吸收冲击地压发生时释放的冲击动能，从而减小冲击载荷对锚杆和围岩的作用，但不同的缓冲垫层3和托板2结构其抗冲击能力和吸能水平差别较大，传统的托板2测试只能得到托板2的变形和承载力，与托板2在工作环境中的实际性能有着脱离，专利技术人认为对于托板2和缓冲垫层3的组合结构进行测试更能体现托板2在工作环境中的实际性能。
[0025]如图1至图4所示，本专利技术实施例的托板2与缓冲垫层3组合结构动载测试方法，包括以下步骤，将缓冲垫层3放置在试验机的设定位置上，将托板2放置在缓冲垫层3上使试验机的载能体1对准托板2的中心，保证载能体1对托板2施加中心载荷。在托板2上设置应变片8，应变片8粘贴在托板2的上表面，在托板2与缓冲垫层3之间、缓冲垫层3和试验机之间设置应力计9，在缓冲垫层3侧面设置第一高速摄像监测点，利用高速摄像仪监测第一高速摄像监测点，设置用于监测缓冲垫层3的超声波监测装置5，设置用于监测试验机的载能体1位移距离的位移传感器6，将载能体1调节至设定位置，释放试验机的载能体1，试验机的采集系
统生成载能体1冲击力
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位移曲线、托板2应变时程曲线、缓冲垫层3冲击力
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位移曲线、缓冲垫层3声波时程曲线。
[0026]在本实施例中，本专利技术实施例的通过托板2和缓冲垫层3组合承受载能体1的冲击监测得到载能体1冲击力
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位移曲线、托板2应变时程曲线、缓冲垫层3冲击力
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位移曲线、缓冲垫层3声波时程曲线等，高速摄像仪捕捉缓冲垫层3在冲击过程中的变形破坏过程，根据采集系统生成的图表分析载能体1冲击过程中托板2、缓冲垫层3、分别吸收的能量和各自的变形破坏情况等，为托板2和缓冲垫层3组合的选择提供依据。图2反映了不同托板2和缓冲垫层4组合结构在不同载荷情况下，托板2和缓冲垫层3组合的位移情况。图3反映了同样的托板2与不同缓冲垫层3相组合，经受载能体冲击得到的冲击力时程曲线，图4反映了同样的托板2与不同缓冲垫层3相组合，经受载能体冲击得到的托板应变时程曲线。
[0027]在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种托板与缓冲垫层组合结构动载测试方法，其特征在于，包括以下步骤：将缓冲垫层放置在试验机的设定位置上，将托板放置在缓冲垫层上使试验机的载能体对准托板的中心；在托板上设置应变片，在托板与缓冲垫层之间、缓冲垫层和试验机之间设置应力计；在缓冲垫层侧面设置第一高速摄像监测点，利用高速摄像仪监测第一高速摄像监测点；设置用于监测缓冲垫层的超声波监测装置；设置用于监测试验机的载能体位移距离的位移传感器；将载能体调节至设定位置，释放试验机的载能体，试验机的采集系统生成载能体冲击力
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位移曲线、托板应变时程曲线、缓冲垫层冲击力
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位移曲线、缓冲垫层声波时程曲线。2.根据权利要求1所述的托板与缓冲垫层组合结构动载测试方法，其特征在于，还包括动态力传感器，所述动态力传感器设置在载能体底部，应变片粘贴在托板上部。3.根据权利要求1所述的托板与缓冲垫层组合结构动载测试方法，其特征在于，所述试验机还包括煤岩体模拟层和钢支座，所述煤岩体模拟层放置在所述钢支座上，所述缓冲垫层放置在所述煤岩体模拟层上。4.根据权利要求3所述的托板与缓冲垫层组合结构动载测试方法，其特征在于，所述应力计设置在所述缓冲垫层与所述煤岩体模拟层之...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴拥政，付玉凯，褚晓威，郝登云，
申请(专利权)人：中煤科工开采研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：