一种腐蚀环境下锚杆或锚索冲击试验装置及其操作方法制造方法及图纸

一种腐蚀环境下锚杆或锚索冲击试验装置，包括腐蚀试验箱、锚固试验台和冲击动载施加机构，腐蚀试验箱的内底面上固定设置有煤岩体材料试验架，腐蚀试验箱的内顶面上固定设置有中性雾化器、酸性雾化器和碱性雾化器，腐蚀试验箱的内左面设置有湿度传感器和温度传感器，冲击动载施加机构通过锚固组件固定安装在锚固试验台的底部，锚固试验台的顶部右侧部固定设置有数控操作台，数控操作台分别与中性雾化器、酸性雾化器、碱性雾化器、U型控温器、湿度传感器和温度传感器信号连接。本发明专利技术设计科学，能够在试验室条件下对处于不同腐蚀环境和冲击动载耦合作用下的锚杆或锚索支护体的锚固力衰减规律、应力分布规律进行模拟探究。应力分布规律进行模拟探究。应力分布规律进行模拟探究。

An impact test device for anchor rod or anchor cable in corrosive environment and its operation method

【技术实现步骤摘要】
一种腐蚀环境下锚杆或锚索冲击试验装置及其操作方法


[0001]本专利技术涉及煤矿巷道冲击地压实验领域，具体的说，涉及一种腐蚀环境下锚杆或锚索冲击试验装置及其操作方法。

技术介绍

[0002]目前，锚杆、锚索支护已成为煤矿巷道的主要支护方式，已在我国煤矿巷道中大范围的推广应用。锚杆、锚索支护是将锚杆、锚索锚固于稳定煤岩体中，控制巷道围岩的变形与滑移错动。研究不同外部条件下锚杆、锚索支护过程中锚固力的衰减规律，对有效提高锚杆、锚索支护性能的可靠性，保证矿山工程安全具有重要意义。
[0003]对于目前普遍采用锚杆、锚索支护形式的煤矿井下巷道来说，锚杆、锚索支护的强度和高锚固力的持久性显得尤为重要，在支护过程中，锚杆、锚索的工作特性必定要受到井下环境的影响，例如在酸性、中性、碱性等腐蚀介质作用下，锚杆、锚索、锚固体很容易发生腐蚀，从而引起锚固力的衰减，而对于煤矿开采进入深部开采以后，地应力显著增大，矿压显现剧烈，巷道围岩产生宏观的变形膨胀、片帮、部分煤块发生抛射，冲击危险性增强，因此锚杆、锚索支护易处于腐蚀介质和动力冲击耦合作用的情况，使得锚固力的耐久性能和锚固性能严重降低，安全隐患增大。因此，研究锚杆、锚索在不同腐蚀环境、不同腐蚀程度下，锚杆、锚索锚固力抵抗冲击的性能规律对保证锚杆、锚索的支护强度，提高支护效果有着重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种腐蚀环境下锚杆或锚索冲击试验装置及其操作方法，本专利技术设计科学，能够在试验室条件下对处于不同腐蚀环境和冲击动载耦合作用下的锚杆或锚索支护体的锚固力衰减规律、应力分布规律进行模拟探究。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种腐蚀环境下锚杆或锚索冲击试验装置，包括腐蚀试验箱、锚固试验台和冲击动载施加机构，腐蚀试验箱固定安装在锚固试验台的顶部，锚固试验台通过支撑架固定支撑在地面上，腐蚀试验箱的前侧设置有一扇玻璃绝缘门，腐蚀试验箱和玻璃绝缘门均采用抗腐蚀绝缘材料制成，腐蚀试验箱的内底面上固定设置有煤岩体材料试验架，煤岩体材料试验架上固定设置有煤岩体材料样品，腐蚀试验箱的内顶面上左右间隔固定设置有向下喷雾的中性雾化器、酸性雾化器和碱性雾化器，腐蚀试验箱的内后面均匀固定设置有若干个上下间隔布置的U型控温器，腐蚀试验箱的内左面设置有湿度传感器和温度传感器，腐蚀试验箱的顶部固定设置有溶液箱，溶液箱内部左右间隔设置有中性液体盛装槽、酸性液体盛装槽和碱性液体盛装槽，中性液体盛装槽的出液口与中性雾化器的进液口连接，酸性液体盛装槽的出液口与酸性雾化器的进液口连接，碱性液体盛装槽的出液口与碱性雾化器的进液口连接，腐蚀试验箱的底板和锚固试验台上均开设有六个第一圆形通孔，腐蚀试验箱的底板上的六个第一圆形通孔与锚固试验台上的六个第一圆形通孔分别一一上下对应，冲击
动载施加机构通过锚固组件固定安装在锚固试验台的底部，锚固组件的上部向上穿过某两个上下对应的第一圆形通孔伸入到腐蚀试验箱内并锚固在煤岩体材料样品的底部，锚固试验台的顶部右侧部固定设置有位于腐蚀试验箱右侧的数控操作台，数控操作台通过内部的集成电缆分别与中性雾化器、酸性雾化器、碱性雾化器、U型控温器、湿度传感器和温度传感器信号连接。
[0006]支撑架包括正方形龙门框架，锚固试验台的下表面四侧边缘焊接固定在正方形龙门框架的上表面，正方形龙门框架由四根型钢焊接而成，正方形龙门框架的底部四角处均焊接有竖直支腿，竖直支腿的底部通过地脚螺栓固定在地面上，锚固试验台的上表面四侧边沿均固定设置有围在腐蚀试验箱外部四周的安全防护栏，安全防护栏的前侧部设置有两扇对开且位于腐蚀试验箱正前方的防护栅门。
[0007]煤岩体材料试验架包括正方形框架底座、左开栅钢板、右开栅钢板和后开栅钢板，正方形框架底座水平设置，正方形框架底座的下表面左侧边缘和右侧边缘均焊接有长条竖直支板，长条竖直支板的下侧边焊接在腐蚀试验箱的底板上表面，左开栅钢板和右开栅钢板均沿前后方向竖向设置，后开栅钢板沿左右方向竖向设置，左开栅钢板的下侧边一体焊接固定连接在正方形框架底座的上表面左侧边缘，右开栅钢板的下侧边一体焊接固定连接在正方形框架底座的上表面右侧边缘，后开栅钢板的下侧边一体焊接固定连接在正方形框架底座的上表面后侧边缘，左开栅钢板的后侧边与后开栅钢板的左侧边以及右开栅钢板的后侧边与后开栅钢板的右侧边均一体焊接固定连接。
[0008]冲击动载施加机构包括冲击锤和冲击框架，冲击框架竖向设置在锚固试验台的下方，冲击框架的顶部通过锚固组件固定连接在锚固试验台的底部，冲击锤竖向滑动设置在冲击框架上。
[0009]冲击锤包括圆柱形钢锭和第一正方形钢板，圆柱形钢锭竖向设置，第一正方形钢板水平设置，圆柱形钢锭的顶部焊接固定连接在第一正方形钢板的下表面中部，第一正方形钢板的四角处均设置有一个上下通透的第二圆形通孔。
[0010]冲击框架包括两块第二正方形钢板和四根高强圆钢，两块第二正方形钢板均水平设置且上下间隔对应设置，四根高强圆钢均竖向设置且呈矩形阵列布置在两块第二正方形钢板之间，四根高强圆钢的下端分别焊接连接在下侧的第二正方形钢板的上表面四角处，四根高强圆钢的上端分别焊接连接在上侧的第二正方形钢板的下表面四角处，四根高强圆钢分别对应穿过四个第二圆形通孔，高强圆钢与第二圆形通孔之间滑动连接，上侧的第二正方形钢板的中部开设有一个上下通透的第三圆形通孔，第三圆形通孔与第一圆形通孔的内径相同且与锚固试验台上相应某一个第一圆形通孔上下对应设置；锚固组件包括锚杆或锚索、蝶形托盘和螺母，锚杆或锚索的上端部向上穿过某两个上下对应的第一圆形通孔伸入到腐蚀试验箱内并锚固在煤岩体材料样品的底部，锚杆或锚索的下端部向下穿过第三圆形通孔，蝶形托盘套装在锚杆或锚索的下端部并与上侧的第二正方形钢板的下表面紧密接触，螺母螺纹套装在锚杆或锚索的下端部并与蝶形托盘的下部紧密接触。
[0011]一种腐蚀环境下锚杆或锚索冲击试验装置的操作方法，具体包括以下步骤：（1）、安装固定试验装置：根据基础图，使用地脚螺栓将支撑架固定在坚硬地面上，锚固试验台保持水平，然后将腐蚀试验箱固定安装在锚固试验台上并进行调试；
（2）、按照煤岩体材料试验架的尺寸切割制作煤岩体材料样品，将煤岩体材料样品放入煤岩体材料试验架中进行固定；（3）、在煤岩体材料样品的底部钻设锚固孔：启动锚杆钻机，使钻杆竖直向上依次穿过某两个上下对应的第一圆形通孔伸入到腐蚀试验箱内，并将锚杆的上端在煤岩体材料样品的底部向上钻进至试验要求深度后停止，卸下钻杆，从而得到试验所需的锚固孔；（4）、在锚固孔中固定安装锚杆或锚索；（5）、将冲击动载施加机构与锚杆或锚索连接并固定安装在锚固试验台的底部；（6）、在中性液体盛装槽、酸性液体盛装槽和碱性液体盛装槽中分别注入配置好的中性溶液、酸性溶液和碱性溶液，开始腐蚀试验；（7）、腐蚀试验分别进行至30天、60天、90天时，开始进行不同强烈程度的重锤动态冲击试验，将冲击锤向上移动至不同位置高度后做自由落体运动，冲击锤自上而下坠落冲击下侧的第二正方形钢板，从而对锚杆或锚索产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种腐蚀环境下锚杆或锚索冲击试验装置，其特征在于：包括腐蚀试验箱、锚固试验台和冲击动载施加机构，腐蚀试验箱固定安装在锚固试验台的顶部，锚固试验台通过支撑架固定支撑在地面上，腐蚀试验箱的前侧设置有一扇玻璃绝缘门，腐蚀试验箱和玻璃绝缘门均采用抗腐蚀绝缘材料制成，腐蚀试验箱的内底面上固定设置有煤岩体材料试验架，煤岩体材料试验架上固定设置有煤岩体材料样品，腐蚀试验箱的内顶面上左右间隔固定设置有向下喷雾的中性雾化器、酸性雾化器和碱性雾化器，腐蚀试验箱的内后面均匀固定设置有若干个上下间隔布置的U型控温器，腐蚀试验箱的内左面设置有湿度传感器和温度传感器，腐蚀试验箱的顶部固定设置有溶液箱，溶液箱内部左右间隔设置有中性液体盛装槽、酸性液体盛装槽和碱性液体盛装槽，中性液体盛装槽的出液口与中性雾化器的进液口连接，酸性液体盛装槽的出液口与酸性雾化器的进液口连接，碱性液体盛装槽的出液口与碱性雾化器的进液口连接，腐蚀试验箱的底板和锚固试验台上均开设有六个第一圆形通孔，腐蚀试验箱的底板上的六个第一圆形通孔与锚固试验台上的六个第一圆形通孔分别一一上下对应，冲击动载施加机构通过锚固组件固定安装在锚固试验台的底部，锚固组件的上部向上穿过某两个上下对应的第一圆形通孔伸入到腐蚀试验箱内并锚固在煤岩体材料样品的底部，锚固试验台的顶部右侧部固定设置有位于腐蚀试验箱右侧的数控操作台，数控操作台通过内部的集成电缆分别与中性雾化器、酸性雾化器、碱性雾化器、U型控温器、湿度传感器和温度传感器信号连接。2.根据权利要求1所述的腐蚀环境下锚杆或锚索冲击试验装置，其特征在于：支撑架包括正方形龙门框架，锚固试验台的下表面四侧边缘焊接固定在正方形龙门框架的上表面，正方形龙门框架由四根型钢焊接而成，正方形龙门框架的底部四角处均焊接有竖直支腿，竖直支腿的底部通过地脚螺栓固定在地面上，锚固试验台的上表面四侧边沿均固定设置有围在腐蚀试验箱外部四周的安全防护栏，安全防护栏的前侧部设置有两扇对开且位于腐蚀试验箱正前方的防护栅门。3.根据权利要求2所述的腐蚀环境下锚杆或锚索冲击试验装置，其特征在于：煤岩体材料试验架包括正方形框架底座、左开栅钢板、右开栅钢板和后开栅钢板，正方形框架底座水平设置，正方形框架底座的下表面左侧边缘和右侧边缘均焊接有长条竖直支板，长条竖直支板的下侧边焊接在腐蚀试验箱的底板上表面，左开栅钢板和右开栅钢板均沿前后方向竖向设置，后开栅钢板沿左右方向竖向设置，左开栅钢板的下侧边一体焊接固定连接在正方形框架底座的上表面左侧边缘，右开栅钢板的下侧边一体焊接固定连接在正方形框架底座的上表面右侧边缘，后开栅钢板的下侧边一体焊接固定连接在正方形框架底座的上表面后侧边缘，左开栅钢板的后侧边与后开栅钢板的左侧边以及右开栅钢板的后侧边与后开栅钢板的右侧边均一体焊接固定连接。4.根据权利要求3所述的腐蚀环境下锚杆或锚索冲击试验装置，其特征在于：冲击动载施加机构包括冲击锤和冲击框架，冲击框架竖向设置在锚固试验台的下方，冲击框架的顶部通过锚固组件固定连接在锚固试验台的底部，冲击锤竖向滑动设置在冲击框架上。5.根据权利要求4所述的腐蚀环境下锚杆或锚索冲击试验装置，其特征在于：冲击锤包括圆柱形钢锭和第一正方形钢板，圆柱形钢锭竖向设置，第一正方形钢板水平设置，圆柱形钢锭的顶部焊接固定连接在第一正方形钢板的下表面中部，第一正方形钢板的四角处均设置有一个上下通透的第二圆形通孔。
6.根据权利要求5所述的腐蚀环境下锚杆或锚索冲击试验装置，其特征在于：冲击框架包括两块第二正方形钢板和四根高强圆钢，两块第二正方形钢板均水平设置且上下间隔对应设置，四根高强圆钢均竖向设置且呈矩形阵列布置在两块第二正方形钢板之间，四根高强圆钢的下端分别焊接连接在下侧的第二正方形钢板的上...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄勇，范德威，王志坚，许未明，张陈冰，司广宏，王刚，李钢，庄小威，芦盛亮，徐宁，畅磊朋，郑强，刘海鸥，武海涛，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
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