一种用于模拟锚杆支护作用下岩爆的试验夹具制造技术

本实用新型专利技术涉及锚杆技术领域，具体是一种用于模拟锚杆支护作用下岩爆的试验夹具。所述夹具包括用于模拟岩石单面临空状态的三块约束板，所述第一约束板上设有固定传感器的第一定位孔，以此实现传感器安装的准确性和牢固性；所述第二约束板上设有若干锚杆预留孔，用作模拟不同形式下的锚杆支护；此外，所述约束板间为可拆式连接，通过更换设有不同形式锚杆预留孔的第二约束板，能够模拟出不同形式锚杆支护作用下的岩爆。支护作用下的岩爆。支护作用下的岩爆。

【技术实现步骤摘要】
一种用于模拟锚杆支护作用下岩爆的试验夹具


[0001]本技术涉及锚杆
，具体是一种用于模拟锚杆支护作用下岩爆的试验夹具。

技术介绍

[0002]近几十年来，隧道领域发展突出，“长、大、深、硬”作为山岭隧道的显著特征，高地应力赋予环境中隧道开挖，诱发的岩爆灾害尤为严重。川藏铁路二郎山隧道、川藏公路二郎山隧道、锦屏二级水电站引水隧洞等工程的建设均发生了不同程度的岩爆灾害。岩爆现象危害极大，会产生爆裂松脱、弹射甚至抛射的动力失稳地质灾害，对设备造成损坏，延误工期甚至严重威胁施工人员生命安全。
[0003]申请号为201510214150.7的专利介绍了一种板状岩样压缩试验的夹具，该夹具实现了岩样的有侧限压缩，但不能模拟隧道开挖后岩石单面临空状态，两临空侧面安装的声发射传感器影响岩爆发生瞬间对碎块弹射及裂纹分布现象的观察，且有声发射传感器难以快速准确固定在岩石表面。
[0004]申请号201610457449.X的专利介绍了一种动力扰动型岩爆模拟的真三轴试验夹具，能够模拟隧道开挖后岩石单面临空状态，便于观察岩爆发生瞬间碎块弹射及裂纹分布现象，当该夹具五个加载方向压板互相分离，手动加载易导致压板位置偏移，操作复杂，且不适用于单轴压缩机，造价昂贵。
[0005]申请号为202210045876.2的专利介绍了一种岩石单面临空状态下的岩爆试验夹具，该夹具适用于单轴压缩机，但无法在岩样两个对立的侧面安装声发射等传感器，且顶部压块与试验机分离，试验过程存在一定安全隐患。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于克服现有技术中无法实现快捷、准确地安装传感器的不足，提供了一种用于模拟锚杆支护作用下岩爆的试验夹具，通过在岩石试件侧面安装设有所述第一定位孔的所述第一约束板，所述传感器穿过所述第一定位孔，使所述传感器实现精确、快速的安装，提高了试验过程中信息收集的准确性和及时性。
[0007]本技术的目的主要通过以下技术方案实现：
[0008]一种用于模拟锚杆支护作用下岩爆的试验夹具，包括第一约束板、第二约束板、岩石试件和传感器，两块所述第一约束板分别安装在所述岩石试件相对的两侧，所述第一约束板上设有第一定位孔，所述传感器穿过所述第一定位孔安装在所述岩石试件上；所述第二约束板可拆卸式连接于两块所述第一约束板之间，并紧贴所述岩石试件，所述第一约束板数量为第二约束板数量的两倍。
[0009]目前，在模拟不同锚杆支护作用下的岩爆试验中，由于获取岩石试件信息的传感器难以快速、准确地安装在岩石表面，且岩爆过程较剧烈，传感器易遭受损坏；遭受损坏的传感器无法准确及时地传递信息，易出现岩爆瞬间信息丢失的问题；如此，传统方式下直接
将传感器安装在岩石试件表面，会导致信息收集的不准确。此外，现有技术中为满足夹持岩石试件过程中能够模拟出岩样的单面临空状态，采用多个夹具配合的方式制作夹具，所述夹具虽然能够模拟出隧洞建造过程中岩样单面临空的状态，但多个互相分隔的零部件之间需要较强的配合性才能完成工作，这不仅会增加工作人员操作的难度，还会增加试验成本，不利于多次模拟试验的进行。
[0010]在本申请实施例中，为了保证所述试验夹具对所述岩石试件夹持的稳定性，同时避免需要过多零部件配合带来的较高操作难度；两块所述第一约束板与所述第二约束板间可拆卸式连接为组合式约束板，所述组合式约束板安装在岩石试件上并紧贴岩石试件，以此完成对岩石试件稳定性的夹持，并同时保证在岩爆现象发生时，所述岩石试件不会从所述组合式约束板间滑脱；所述组合式约束板间的可拆卸式连接，可使所述组合式约束板在出现变形的问题时，能够及时进行更换，以此避免试验数据产生错误，进而保障试验工作的顺利进行。所述组合式约束板包含三部分，各部分间彼此连接，如此，所述组合式约束板在使用过程中，由于构造简单，能简化操作过程；此外，设置在岩石试件表面的传感器，由于岩爆瞬间会产生较大的冲击，所述传感器容易由于岩石试件碎块弹射而造成损坏；在本申请实施例中，为了减少由于岩爆现象引起传感器损坏的几率，并进一步地提高传感器固定的稳定性，所述第一约束板上设有第一定位孔，所述传感器穿过所述第一定位孔进行安装；如此，通过所述第一定位孔的设置，所述传感器在能够实现准确安装的前提下，加固后的传感器也更不易遭受损坏，所述传感器使用寿命延长，收集信息的准确度也大大提高了。
[0011]进一步的，所述第二约束板上设有锚杆预留孔，所述岩石试件上设有钻孔，所述钻孔的数量和形式与所述锚杆预留孔的数量和位置对应：每一个钻孔对应一个锚杆预留孔，且对应的所述钻孔和所述锚杆预留孔的轴线重合。
[0012]本申请实施例中设有锚杆预留孔的第二约束板与设有钻孔的岩石试件配合，可实现模拟锚杆的支护作用；此外，由于第二约束板与第一约束板间为可拆卸式连接，为了模拟不同形式锚杆支护的作用，可通过直接替换所述第二约束板与所述岩石试件的方式，以此完成不同形式的锚杆布置；进行替换的所述第二约束板均设有不同形式的锚杆预留孔，与所述第二约束板配合的所述岩石试件上钻孔也相应改变。
[0013]进一步的，所述锚杆预留孔与锚杆的连接处设有锚杆垫片。
[0014]本申请实施例中为了改善锚杆的受力，使锚杆尾端轴力不为零，以此使锚杆发挥更大的支护作用，在锚杆预留孔与锚杆的连接处设置有锚杆垫片。
[0015]进一步的，所述第一约束板上设有插销孔，所述第二约束板上设有与所述插销孔配合的插销。
[0016]本申请实施例中第一约束板与第二约束板通过插销孔与插销的配合，实现第一约束板与第二约束板可拆卸式的连接；在本申请实施例应用时，使用插销方式进行组合式约束板间的连接，不仅可以保证组合式约束板间连接的稳定性，由于插销结构简单，还能简化所述组合式约束板连接的操作流程。
[0017]进一步的，所述试验夹具还包括钢筋，所述第一约束板上设有若干个第二定位孔，所述钢筋穿过所述第二定位孔，两块所述第一约束板通过所述钢筋固定连接。
[0018]本申请实施例中由于所述第二约束板需要不时进行替换，以此满足不同形式下锚杆支护作用的模拟。如此，所述第一约束板之间的连接在保证稳定性的前提下，还需要满足
方便拆卸的特点；本申请实施例在应用时，通过所述钢筋穿过所述第二定位孔的方式，实现第一约束板间的可拆卸式连接，降低了所述第一约束板与所述第二约束板连接配合的难度。
[0019]进一步的，所述钢筋为螺纹钢筋，所述螺纹钢筋与所述第二定位孔的连接处设有螺母和螺母垫板；所述螺母紧贴第一约束板旋装在所述钢筋上，并抵住所述第一约束板，所述螺母垫板安装在钢筋与螺母之间。
[0020]本申请实施例中由于需要模拟岩爆过程，所述岩石试件在试验过程中受力较大，固定在所述岩石试件表面的所述组合式约束板为了防止受力过程中出现松脱，选用所述钢筋穿过所述第二定位孔的方式固定两块所述第一约束板，为了进一步增强约束板间的固定，所述钢筋选用螺纹钢筋；在所述螺纹钢筋与所述第二定位孔间还设有将螺纹钢筋进行固定的螺母。此外，为了防本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟锚杆支护作用下岩爆的试验夹具，其特征在于，包括第一约束板(1)、第二约束板(5)、岩石试件(4)和传感器，两块所述第一约束板(1)分别安装在所述岩石试件(4)相对的两侧，所述第一约束板(1)上设有第一定位孔(2)，所述传感器穿过所述第一定位孔(2)安装在所述岩石试件(4)上；所述第二约束板(5)可拆卸式连接于两块所述第一约束板(1)之间，并紧贴所述岩石试件(4)，所述第一约束板(1)数量为第二约束板(5)数量的两倍。2.根据权利要求1所述的一种用于模拟锚杆支护作用下岩爆的试验夹具，其特征在于，所述第二约束板(5)上设有锚杆预留孔(6)，所述岩石试件(4)上设有钻孔，所述钻孔的数量和位置与所述锚杆预留孔(6)的数量和位置对应：每一个钻孔对应一个锚杆预留孔(6)，且对应的所述钻孔和所述锚杆预留孔(6)的轴线重合。3.根据权利要求2所述的一种用于模拟锚杆支护作用下岩爆的试验夹具，其特征在于，所述锚杆预留孔(6)与锚杆的连接处设有锚杆垫片。4.根据权利要求2所述的一种用于模拟锚杆支护作用下岩爆的试验夹具，其特征在于，所述第一约束板(1)上设有插销孔(3)，所述第二约束板(5)上设有与所述插销孔(3)配合的插销(7)。5.根据权利要求1所述的一种用于模拟锚杆支护作用下岩爆的试验夹具，其特征在于，还包括钢筋(8)，所述第一约束板(1)上设有若干个第二定位孔(16)，所述钢筋(8)穿过所述第二定位孔(16)，两块...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵阳，徐必飞，杨维彬，张幸，曹昌权，高筠涵，严健，刘伟，舒小明，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：