【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿巷道支护，具体而言，涉及一种考虑围压作用和声发射监测的锚固体性能测试装置及方法。
技术介绍
1、锚固技术在当今工程施工领域应用极为广泛，在交通、建筑、地下空间及边坡防护中起到了较大的安全作用，且拥有低成本、高效率的特点，大大加快了施工进度并确保了施工的稳定性，在采矿工程中也具有广泛的应用，主要用于稳定和加固地下工作面、巷道、坑道和地下结构，以确保采矿活动的安全和高效进行。
2、锚固体一般主要由锚杆、锚固剂和围岩组成。锚杆长期以来一直被广泛应用于土木和采矿工程中的岩体加固工程中，锚杆通过抑制岩体内部的变形来加固岩体，在锚杆安装时，锚杆端头通过锚固剂和深部稳定岩体粘固，对锚杆尾端施加预应力并通过配套的托盘和金属网等支护构件使其扩展至浅部岩体，由此实现对锚杆长度内的岩体两端进行夹持，从而达到有效控制围岩变形的目的。
3、实验室锚固体拉拔试验作为一种重要的研究锚固结构强度等力学性能的科研手段，以得到极限拉拔力、位移载荷变化及界面剪应力分布规律为主要目标。在以往试验过程中，有的试件不施加约束或施加单向荷载模拟围压，有的能够实现双向围压作用但操作复杂难以高效执行拉拔实验，试验过程可能受到人为因素的干扰，导致试验结果不准确。另外，现有的装置及方法还存在的问题有需要手动测算调节所施加的压力值，无法根据实际需要精准控制不同侧面上的围压大小，操作不方便并且存在较大的误差；数据采集方法过于单一，不能全面的对试验过程中试件内部微观变化进行分析处理，从而不能很好地指导现场工程实践。
技
1、本专利技术提供了一种考虑围压作用和声发射监测的锚固体性能测试装置及方法，以解决现有技术中的考虑围压作用和声发射监测的锚固体性能测试装置测试不准确的问题。
2、为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种考虑围压作用和声发射监测的锚固体性能测试装置，包括：钢板组件，具有容纳腔，容纳腔用于容纳待测试试样；主体框架，套设在钢板组件的外侧；伸缩单元，设置在主体框架和钢板组件之间，伸缩单元和钢板组件之间具有第一条形通槽，伸缩单元的伸缩方向垂直于钢板组件，伸缩单元用于向待测试试样施加压力；第一箱体组件、第二箱体组件和拉杆，第一箱体组件和第二箱体组件分别设置在主体框架的两端，拉杆的一端和第一箱体组件连接，拉杆的另一端穿过第一条形通槽，且和第二箱体组件连接；锚杆主体，锚杆主体的一端穿过第二箱体组件，且插入待测试试样；拉头，拉头可转动地设置在第一箱体组件上，拉头用于和拉力施加机构连接。
3、进一步地，考虑围压作用和声发射监测的锚固体性能测试装置还包括两组固定单元，伸缩单元为两组，钢板组件为四块矩形钢板，四块矩形钢板两两相对设置，主体框架具有四个平直连接段，拉杆为四个，相邻两个矩形钢板和相邻两个平直连接段之间分别通过两组固定单元连接，固定单元具有两个第二条形通槽，其余相邻的两个矩形钢板和其余相邻两个平直连接段之间分别通过两组伸缩单元连接，伸缩单元具有两个第一条形通槽，四个拉杆分别穿过对应的两个第一条形通槽、两个第二条形通槽，以将第一箱体组件、第二箱体组件连接。
4、进一步地，固定单元包括多个固定连接件，固定连接件包括支撑套筒和连接螺栓，支撑套筒的一端与对应的矩形钢板的外表面固定连接，支撑套筒的另一端与对应的平直连接段抵接，支撑套筒具有螺纹孔，对应的平直连接段具有安装通孔，连接螺栓穿过安装通孔后和螺纹孔螺纹配合，相邻两个支撑套筒之间的区域形成一个第二条形通槽。
5、进一步地，伸缩单元包括加压动板、油缸安装板和液压油缸，加压动板的一端和对应的矩形钢板外表面抵接，加压动板具有第一条形通槽，油缸安装板和加压动板相对设置，且安装在主体框架上，液压油缸的两端分别与加压动板和油缸安装板相抵接，液压油缸用于向待测试试样施加压力。
6、进一步地，主体框架包括三个围压支撑框架，且每个围压支撑框架均为五边形结构，围压支撑框架包括第一直边框、第二直边框、第三直边框、第四直边框和第五直边框，第一直边框和第二直边框相互垂直地连接，第三直边框和第一直边框相互垂直地连接，第四直边框和第二直边框相互垂直地连接，第五直边框的两端分别与第三直边框和第四直边框连接；其中，三个围压支撑框架的三个第一直边框、三个第二直边框、三个第三直边框和三个第四直边框分别形成四个平直连接段。
7、进一步地，第一箱体组件包括上垫板、中心轴套、四个上中空支柱和四个连接肋板，上垫板的中心具有轴套安装孔，且环绕轴套安装孔开设有四个上支柱安装孔，中心轴套的下端固定插装于轴套安装孔中，且在其内腔中形成第一箱体组件的拉头安装孔；四个上中空支柱的下端分别对应地固定插装于四个上支柱安装孔中，四个上中空支柱分别套装在四根拉杆上端的外侧；四个连接肋板位于上垫板的上方，且周向均匀地分布在中心轴套的外侧，四个连接肋板固定连接在中心轴套的外圆面上，其外端分别与四个上中空支柱的外侧面固定连接。
8、进一步地，第二箱体组件包括下垫板、限位环和四个下中空支柱，锚杆主体穿过下垫板，下垫板具有四个下支柱安装孔，限位环位于四个下支柱安装孔的内侧，且同轴地固定连接在下垫板的下端面上，四个下中空支柱的上端分别对应地固定插装于四个下支柱安装孔中，四个下中空支柱分别固定套装在四根拉杆上端的外侧。
9、进一步地，拉头包括依次连接的上杆体段、下杆体段和环形限位板，下杆体段的长度与中心轴套的长度相适配，并可转动地设置在中心轴套中，环形限位板的上端面与中心轴套的下端面限位配合，环形限位板的下端面用于与待测试试样抵接。
10、根据本专利技术的另一方面，提供了一种方法，方法应用于上述的考虑围压作用和声发射监测的锚固体性能测试装置，包括：
11、s1：利用围岩应力监测装备确定试验巷道围岩参数信息；
12、s2：根据探测到的围岩参数信息制作分层混凝土类岩石试样，并在岩石试样一端的中心预留出用于安装考虑围压作用和声发射监测的锚固体性能测试装置中锚杆主体的钻孔；
13、s3：在岩石试样的钻孔中进行注浆并插入锚杆主体，形成预埋有锚杆主体的待测试试样；
14、s4：将制作完成的待测试试样放入锚固体测试装置中的容纳腔内；
15、s5：对待测试试样施加围压；
16、s6：将多个声发射监测探头安装在锚固体测试装置中对应矩形钢板上，利用声发射监测探头对试验过程中待测试试样进行实时监测；
17、s7：启动试验机，利用拉力施加机构的固定端固定夹持锚固体测试装置中的拉头，利用拉力施加机构的移动端对锚杆主体施加载荷，对待测试试样进行位移加载、力加载和循环加载，并对于不同围压下采集到的数据进行分析，得到待测试试样在不同围压下的承载性能的影响规律。
18、进一步地，s1包括：围岩参数信息包括围岩应力水平、围岩强度大小和围岩结构数据。
19、应用本专利技术的技术方案，提供了一种考虑围压作用和声发射监测的锚固体性能测试装置，包括：钢板组件，具有容纳腔，容纳腔用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑围压作用和声发射监测的锚固体性能测试装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的考虑围压作用和声发射监测的锚固体性能测试装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的考虑围压作用和声发射监测的锚固体性能测试装置，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的考虑围压作用和声发射监测的锚固体性能测试装置，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的考虑围压作用和声发射监测的锚固体性能测试装置，其特征在于，
6.根据权利要求2所述的考虑围压作用和声发射监测的锚固体性能测试装置，其特征在于，
7.根据权利要求2所述的考虑围压作用和声发射监测的锚固体性能测试装置，其特征在于，
8.根据权利要求6所述的考虑围压作用和声发射监测的锚固体性能测试装置，其特征在于，
9.一种方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1至8中任一项所述的考虑围压作用和声发射监测的锚固体性能测试装置，包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，S1包括：
【技术特征摘要】
1.一种考虑围压作用和声发射监测的锚固体性能测试装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的考虑围压作用和声发射监测的锚固体性能测试装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的考虑围压作用和声发射监测的锚固体性能测试装置，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的考虑围压作用和声发射监测的锚固体性能测试装置，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的考虑围压作用和声发射监测的锚固体性能测试装置，其特征在于，
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：吴国强，谢正正，张森，樊佩刚，张农，李永乐，李洋，穆逢春，岳宝华，
申请(专利权)人：国家能源集团宁夏煤业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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