【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿巷道支护，尤其涉及一种节理岩体锚杆动载剪切破坏试验装置及试验方法。
技术介绍
1、锚杆在煤矿巷道支护中广泛应用，其中，巷道围岩充满节理裂隙，锚杆在支护过程中往往受到剪切力作用。由于煤矿地下环境复杂，巷道围岩锚杆经常遭遇爆破、顶板断裂等动载作用，使得锚杆断裂破坏。动载作用导致的锚杆破坏比静载破坏严重得多，给煤矿安全生产带来了巨大得挑战。
2、目前，关于“静载作用下锚杆破坏的研究”较多，且已有较多成果，比如锚杆拉拔试验装置，但“锚杆剪切动载破坏试验装置”却较少。随着煤矿动力灾害的逐渐增加，锚杆的动载破坏成为了锚杆失效的主要原因之一，因此，迫切需要加强该方面的研究，为锚杆设计提供试验基础，弥补该方面试验的不足。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种节理岩体锚杆动载剪切破坏试验装置及试验方法。
2、本专利技术采用以下技术方案解决上述技术问题：
3、一种节理岩体锚杆动载剪切破坏试验装置，包括支撑系统、动力系统和锚杆系统；
4、所述支撑系统包括钢架、第一支撑板、第二支撑板；所述钢架用于支撑，其一侧固定连接有第一支撑板，相对的另一侧可拆卸式连接有第二支撑板；
5、所述动力系统包括卷扬机、钢丝绳、落锤、垫板、压力传感器；所述卷扬机固定于钢架，并通过钢丝绳连接落锤，所述落锤的底面连接有垫板，垫板底部安装有压力传感器；
6、所述锚杆系统包括第一钢筒、第二钢筒、锚杆；所述第一钢筒与第二钢筒位于
7、作为本专利技术的优选方式之一，所述钢架为倒置“u”型钢架，固定在地面上；所述倒置“u”型钢架的左侧内壁上焊接有第一支撑板，右侧内壁上可拆卸式连接有第二支撑板；所述第一支撑板与第二支撑板之间平行而设，且分别用于支撑所述第一钢筒、第二钢筒。
8、作为本专利技术的优选方式之一，所述可拆卸式连接为卡接或螺钉连接。
9、作为本专利技术的优选方式之一，所述钢架内部的地面上还设置有一橡胶垫，用于保护地面。
10、作为本专利技术的优选方式之一，所述落锤的重量可调。
11、作为本专利技术的优选方式之一，所述第一钢筒、第二钢筒为圆筒形，其内部分别设置有圆柱形的穿孔；所述第一钢筒、第二钢筒内部的圆柱形穿孔，其直径分别大于穿接配合的锚杆直径。
12、作为本专利技术的优选方式之一，所述第一钢筒与相应锚杆之间，以及，第二钢筒与相应锚杆之间，分别通过水泥砂浆、锚固剂进行锚固。
13、作为本专利技术的优选方式之一，所述固定组件包括托盘和固定螺栓；当所述锚杆从第一钢筒、第二钢筒的穿孔穿过后，锚杆右端通过所述托盘夹紧，锚杆左端通过所述固定螺栓固定在钢架上。
14、作为本专利技术的优选方式之一，所述装置通过落锤下落撞击垫板，把力传递给锚固好的锚杆，锚杆在力的作用下破坏变形。
15、一种节理岩体锚杆动载剪切破坏试验方法，采用上述节理岩体锚杆动载剪切破坏试验装置进行，方法如下：
16、(1)安装支撑系统；
17、(2)在第二钢筒的穿孔中放入水泥砂浆，然后放入锚杆和锚固剂，让锚杆与第二钢筒充分锚固；采用相同方法将锚固好的锚杆插入到第一钢筒中；把连接好钢筒的锚杆放到第一支撑板、第二支撑板上，并在锚杆右端上好托盘，在锚杆左端拧紧固定螺栓；待锚杆完全固定好，撤离第二支撑板，使锚杆右侧为悬空状态；
18、(3)利用卷扬机将落锤吊起，并根据模拟的动力要求调整高度；让落锤下落撞击垫板，把力传递给锚固好的锚杆；锚杆在力作用下破坏变形；监测锚杆的剪切力以及剪切位移。
19、工作原理：
20、区别于现有的静载剪切装置(加载装置是缓慢加力，锚杆慢慢断裂破坏)，本专利技术动载给锚杆一个剪切力，让锚杆发生剪切变形，通过不同的重力锤的大小或者高度实现不同载荷冲量的冲击作用，让锚杆瞬间剪切变形。
21、本专利技术相比现有技术的优点在于：
22、(1)由于数据监测难、动载载荷很难控制等问题，目前关于锚杆剪切动载破坏试验装置的研究较少，而本专利技术通过设计节理岩体锚杆动载剪切破坏试验装置及试验方法，实现了巷道围岩节理岩体锚杆在动载作用时剪切破坏力学试验，弥补了该方面的不足；
23、(2)本专利技术装置结构简单、便于操作，而且可以调节动载力大小以及锚杆剪切的位置，能够实现锚杆动载剪切破坏过程，为锚杆剪切破坏研究提供试验基础。
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1.一种节理岩体锚杆动载剪切破坏试验装置，其特征在于，包括支撑系统、动力系统和锚杆系统；
2.根据权利要求1所述的节理岩体锚杆动载剪切破坏试验装置，其特征在于，所述钢架为倒置“U”型钢架，固定在地面上；所述倒置“U”型钢架的左侧内壁上焊接有第一支撑板，右侧内壁上可拆卸式连接有第二支撑板；所述第一支撑板与第二支撑板之间平行而设，且分别用于支撑所述第一钢筒、第二钢筒。
3.根据权利要求1所述的节理岩体锚杆动载剪切破坏试验装置，其特征在于，所述可拆卸式连接为卡接或螺钉连接。
4.根据权利要求1所述的节理岩体锚杆动载剪切破坏试验装置，其特征在于，所述钢架内部的地面上还设置有一橡胶垫，用于保护地面。
5.根据权利要求1所述的节理岩体锚杆动载剪切破坏试验装置，其特征在于，所述落锤的重量可调。
6.根据权利要求1所述的节理岩体锚杆动载剪切破坏试验装置，其特征在于，所述第一钢筒、第二钢筒为圆筒形，其内部分别设置有圆柱形的穿孔；所述第一钢筒、第二钢筒内部的圆柱形穿孔，其直径分别大于穿接配合的锚杆直径。
7.根据权利要求6所述的
8.根据权利要求1所述的节理岩体锚杆动载剪切破坏试验装置，其特征在于，所述固定组件包括托盘和固定螺栓；当所述锚杆从第一钢筒、第二钢筒的穿孔穿过后，锚杆右端通过所述托盘夹紧，锚杆左端通过所述固定螺栓固定在钢架上。
9.根据权利要求1所述的节理岩体锚杆动载剪切破坏试验装置，其特征在于，所述装置通过落锤下落撞击垫板，把力传递给锚固好的锚杆，锚杆在力的作用下破坏变形。
10.一种节理岩体锚杆动载剪切破坏试验方法，其特征在于，采用如权利要求1～9任一所述的节理岩体锚杆动载剪切破坏试验装置进行，方法如下：
...【技术特征摘要】
1.一种节理岩体锚杆动载剪切破坏试验装置，其特征在于，包括支撑系统、动力系统和锚杆系统；
2.根据权利要求1所述的节理岩体锚杆动载剪切破坏试验装置，其特征在于，所述钢架为倒置“u”型钢架，固定在地面上；所述倒置“u”型钢架的左侧内壁上焊接有第一支撑板，右侧内壁上可拆卸式连接有第二支撑板；所述第一支撑板与第二支撑板之间平行而设，且分别用于支撑所述第一钢筒、第二钢筒。
3.根据权利要求1所述的节理岩体锚杆动载剪切破坏试验装置，其特征在于，所述可拆卸式连接为卡接或螺钉连接。
4.根据权利要求1所述的节理岩体锚杆动载剪切破坏试验装置，其特征在于，所述钢架内部的地面上还设置有一橡胶垫，用于保护地面。
5.根据权利要求1所述的节理岩体锚杆动载剪切破坏试验装置，其特征在于，所述落锤的重量可调。
6.根据权利要求1所述的节理岩体锚杆动载剪切破坏试验装置，其特征在于，所述第一钢筒、...
【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，刘万荣，朱传奇，李少波，范浩，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：
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