大变形拉力测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种大变形拉力测试系统，用于测试锚杆或锚索的大变形拉力，包括：主机架；后夹头组件，设置于主机架纵向的第一位置；前夹头组件，可移动的设置于主机架纵向的第二位置；拉伸装置，靠近于主机架一端设置，连接于前夹头组件，按照设定的控制方式拉伸夹持于两夹头组件间的试样；测控装置，其感测模块感测拉伸装置的位移与对试样的实时拉力，形成实时数据传送给分析模块及控制模块；控制模块，按照设定的控制方式及感测模块的输入，控制测试过程按照设定的测试条件进行；分析模块分析感测模块的输入，形成测试结果，由输出模块输出。本发明专利技术的大变形拉力测试系统可准确、有效的得出各类锚杆和锚索的静力学参数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及大变形拉力试验机，尤其涉及一种用于室内研究恒阻大变形锚杆 (索)以及其他普通锚杆(索)的静力学性能的大变形拉力测试系统。
技术介绍
近年来，随着国民经济的高速发展，各行各业对能源需求日益增加，我国露天矿山目前已经陆续进入深部开采阶段，在矿山、水利、交通等领域涉及大量边坡、活动性断层、洞室围岩稳定性问题。目前我国正处于各项工程建设高速发展的时期，矿产资源开采和地下工程建设过程中也出现了许多灾害如岩爆、冲击地压、塌方等灾害。对于发生在高陡边坡及巷道围岩稳定中出现的自然灾害和工程灾害的控制，主要依靠传统预应力锚杆(索)加固体系及其衍生支挡结构工程。然而，由于大部分岩土体加固结构失稳是弹塑性大变形问题，基于传统预应力锚杆(索)体系的支护和加固理念已经无法适应岩土体(边坡岩体、隧道围岩)的大变形演变规律，导致巷道支护过程中出现部分锚杆端部断裂、锚索(杆)中部断裂、支护区域多次返修、钢架扭曲破坏失效等事故。针对上述问题，在以柔克刚，刚柔相济哲学思想的启迪下，何满潮教授提出了恒阻大变形新材料的设计构思，并研发了一种新型锚杆—— 直阻大变形材料(例如公开号为 CN101858225A的中国专利技术专利所公开的一种恒阻大变形锚杆)，在此基础上形成了边坡加固、滑坡和地震灾害监测预警、地下工程支护整套的控制理念和技术装备体系，为解决岩土工程问题中的大变形问题提供了一种良好的探索模式。在恒阻大变形锚杆(索)研发以后，需要一种大变形拉力测试系统，以更好的对恒阻大变形锚杆(索)的力学特性进行系统测试与研究，并对其力学性能在相同的实验条件下与普通的变形锚杆(索)进行比较，通过实验，以得出包括恒阻大变形锚索在内的待测试锚杆(索)的静力学参数，绘制力与位移、力与变形、力与时间等相关实验曲线，以及通过计算与相关测量，对软岩大变形、冲击(岩爆)大变形、突出大变形、滑坡大变形、发震断层大变形提供更好的支护。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种能够准确、有效测试锚杆或锚索的大变形拉力的大变形拉力测试系统。本专利技术是通过以下技术方案来实现的一种大变形拉力测试系统，用于测试锚杆或锚索的大变形拉力，其特征在于，所述大变形拉力测试系统包括主机架；后夹头组件，设置于所述主机架纵向的第一位置；前夹头组件，可移动的设置于所述主机架纵向的第二位置；拉伸装置，靠近于所述主机架的一端设置，连接于所述前夹头组件，用于按照设定的控制方式拉伸夹持于所述后夹头组件与所述前夹头组件之间的试样；测控装置，包括感测模块、控制模块、分析模块和输出模块，感测模块连接于所述拉伸装置，感测所述拉伸装置的实时位移与拉伸装置对所述试样的实时拉力，形成实时位移数据与实时拉力数据，传送给分析模块及控制模块；控制模块，按照设定的控制方式及所述感测模块的输入，控制测试过程按照设定的测试条件进行；分析模块分析所述感测模块的输入，形成测试结果，由输出模块输出。本专利技术的有益效果在于，通过本专利技术的大变形拉力测试系统，可以准确、有效的得出包括恒阻大变形锚杆在内的各类锚杆和锚索的静力学参数，绘制出力与位移、力与变形、 力与时间等相关实验曲线，以及通过计算与相关测量，对径向和长度方向进行研究，对软岩大变形、冲击(岩爆)大变形、突出大变形、滑坡大变形、发震断层大变形提供更好的支护。进而，本专利技术的大变形拉力测试系统，可以采用不同的控制方式，实现多种锚杆 (索)的多种方式的力学性能测试；且具有节能环保的优点及较高的安全性。附图说明图I为本专利技术实施例的大变形拉力测试系统的俯视示意图；图2为本专利技术实施例的大变形拉力测试系统的主视示意图；图3-图5为本专利技术的大变形拉力测试系统的拉伸装置的测试曲线图。具体实施例方式体现本专利技术特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本专利技术。如图I和图2所示，本专利技术实施例的大变形拉力测试系统，可以按照功能来区分为五大部分，即主机架I、前夹头组件3、后夹头组件2、拉伸装置4、测控装置(图中未示出)， 以下分别介绍上述五大部分。I、主机架本专利技术的大变形拉力测试系统，其主机架I采用卧式框架结构，主机架I均选用优质钢材，使其材料性能稳定，抗压性能好，外观整齐美观。拉伸装置4是设置在主机架I的一端，因此，为说明方便，本说明书中，对于主机架 1，以设置拉伸装置4的一端为前端，反之一端为后端。其他部件的前后也以此为准。如图I和图2所示，主机架I包括两平行设置的截面为U形的槽型纵梁13、14，槽型纵梁13、14的U形开口相对；槽型纵梁13、14的下方由前支座15和多个后支座16所支撑；其中，由于前支座15的上方支撑的是拉伸装置4中的活塞油缸的41，因此前支座15的纵向长度要大于后支座16。为了保证测试的安全进行，防止由于试样突然折断等情况所造成的损害，在槽型纵梁13、14的上翼板的上表面之间可以罩设一横跨槽型纵梁13与槽型纵梁14的安全防护网，为了便于移动该安全防护网，可以在槽型纵梁13、14的上表面设置轨道，在安全防护网底端设置导轮，以在该轨道上轻松推动该安全防护网。 2、前夹头组件和后夹头组件如图I和图2所示，前夹头组件3和后夹头组件2相对设置，外形可以相同，为了便于前夹头组件3和后夹头组件2的移动，前夹头组件3和后夹头组件2的夹具30、20分别设置于横梁31、21上，横梁31、21的两端分别支撑在槽型纵梁13、14的下翼板的上表面上，可以在横梁31、21下翼板的上表面上设置导轮以便于移动横梁31、21。不同的是，前夹头组件3在测试过程中是需要移动的，而后夹头组件2在测试过程中是固定不动的。而在测试之前，前夹头组件3由于要与活塞油缸41相连接，因此是固定不动的；而后夹头组件2，为了能够夹持不同长度的试样，槽型纵梁13、14的上翼板与下翼板上设置有多个用于固定后夹头组件3的通孔12，在固定时，用一与通孔12直径相匹配的丝杠自上到下穿过槽型纵梁13、14上翼板的通孔12、横梁21上的通孔、槽型纵梁13、14下翼板的通孔12，在上述丝杠上穿设固定销，从而将后夹头组件2固定。前夹头组件3也可以采取与后夹头组件2相同的固定方式进行固定。除了长度不同的试样以外，为了增加本专利技术实施例的大变形拉力测试系统的通用性，后夹头组件2和前夹头组件3均可包括多套适应不同试样的夹具，以适应试样的不同直径和形状。夹具可包括V型夹、平型夹具、钢绞线专用夹具、锚杆专用套筒夹具等，可做锚杆 (索)、钢绞线、板材、棒材等各种材料拉伸测试，因此可以说，本专利技术的大变形拉力测试系统，是一种万能型试验设备。另外，本专利技术的大变形拉力测试系统，还可以进行试样压缩时的静力学性能测试， 在横梁31的前端表面设置垫板48，在活塞油缸41的后端表面设置垫板47，将待压缩试样置于垫板47和垫板48之间，启动油缸活塞41，即可实现对试样的压缩。夹头组件2、3均采用优质钢材锻造件，内置的夹具20、30可为液压驱动的液压夹具，可通过手动按钮盒控制，方便夹持试样，提高了工作效率。3、拉伸装置如图I和图2所示，拉伸装置4包括连接小车43、一对丝杠42和活塞油缸41，丝杠42固定连接于前夹头组件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何满潮，宫伟力，张毅，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：