固体组合变形试验系统，其特征在于，还包括化学效应试验系统，所述的化学效应试验系统包括PH值检测装置(8)，所述的PH值检测装置(8)设置在箱体(3)内，PH值检测装置(8)与数据处理系统连接。4.根据权利要求3所述的一种多相多场耦合锚固体组合变形试验系统，其特征在于，所述的化学效应试验系统中的箱体(3)设有进气口和出气口，在进气口和出气口处各设有一个气体流量检测装置出)，箱体(3)内部设有气体浓度检测装置(7)，所述的气体流量检测装置(6)和气体浓度检测装置(7)分别与数据处理系统连接。5.根据权利要求1或2所述的一种多相多场耦合锚固体组合变形试验系统，其特征在于，还包括光谱分析仪、质谱分析仪和衍射分析仪，光谱分析仪、质谱分析仪和衍射分析仪与数据处理系统连接。6.根据权利要求1或2所述的一种多相多场耦合锚固体组合变形试验系统，其特征在于，所述的扫描监测装置可以为红外监测装置、声发射监测装置、无损探伤监测装置、CT扫描装置、雷达监测装置中的一种或多种组合。7.根据权利要求1或2所述的一种多相多场耦合锚固体组合变形试验系统，其特征在于，所述的锚固组合体监测系统包括锚固组合体轴向监测装置和锚固组合体力学参数采集装置。8.根据权利要求1或2所述的一种多相多场耦合锚固体组合变形试验系统，其特征在于，所述的压力装置为一个或多个液压油缸。9.根据权利要求1所述的一种多相多场耦合锚固体组合变形试验系统，其特征在于，所述的液压系统包括六个液压泵，每个液压泵站分别与一个压力装置连接。10.一种如权利要求1所述的多相多场耦合锚固体组合变形试验系统的试验方法，其特征在于，具体步骤为: .1、锚固组合体力学性能试验: A.通过光谱分析仪、质谱分析仪和衍射分析仪对采集的煤岩试样进行分析，确定各个煤岩试样中各种物质的组分，然后进行分类； B.将锚杆或锚索按照材质、形状、螺纹结构及锚固剂类型进行分类，使分类后的锚杆或锚索无差异化； C.将分类后的煤岩试样与锚索或锚杆固定形成锚固组合体； D.将锚固组合体的煤岩试样部分放置在三轴加载装置(I)中，然后调节三轴之间的角度后固定； E.通过数据处理系统控制三轴加载装置(I)上各个压力装置对煤岩试样施加预应力； F.锚固组合体的锚杆或锚索部分放置于锚杆或锚索力学性能试验机的锚索试验位置； G.锚杆或锚索力学性能试验机(2)对锚固组合体的锚杆或锚索部分进行拉压、扭转、弯曲及剪切的一种或多种组合的力学试验，同时通过数据处理系统控制三轴加载装置(I)上各个压力装置对锚固组合体的煤岩试样部分施加预应力；然后通过锚固组合体监测系统将锚杆或锚索力学性能试验机(2)对锚杆或锚索施加的拉压力、扭转力、弯曲力及剪切力的数据、扫描监测装置采集到的数据及液压系统中各个压力装置的压力值传送给数据处理系统进行分析处理； H.重复上述步骤D?G，可调整三轴之间的角度值、各个压力装置对岩石施加的预应力值、锚杆或锚索力学性能试验机⑵对锚杆或锚索的拉压力、扭转力、弯曲力及剪切力值，采用单根或多根的锚杆或锚索与煤岩试样形成锚固组合体，在多根锚杆或锚索的一端与煤岩试样锚固时，其另一端通过螺栓与固定板连接，固定板在与锚杆或锚索力学性能试验机(2)连接，然后通过螺栓可调整各个锚杆或锚索在煤岩试样与固定板之间的长度；最后通过数据处理系统得出施加各种大小不同的力情况下及采用各种组分不同的煤岩试样，进行锚固组合体的力学性能试验，通过采用红外监测装置、声发射监测装置、无损探伤监测装置、CT扫描装置、雷达监测装置中的一种或多种组合，得出锚固组合体内部的裂隙、断面及裂隙发育情况的相应试验数据； I1、对煤岩试样进行注浆后的锚固组合体力学性能试验: ①上述步骤I中试验后监测到煤岩试样内部裂隙位置，采用钻进装置对锚固组合体中的煤岩试样进行钻孔； ②通过钻孔向煤岩试样内部裂隙中注浆，停止后进行步骤I中的锚固组合体力学性能试验，得出在注浆情况下的锚固组合体的力学性能参数； II1、在化学效应系统中锚固组合体力学性能试验: a.将锚固组合体放置在化学效应系统中，通过对煤岩试样浸泡在不同PH值的溶液后进行步骤I和II中的锚固组合体力学性能试验，通过PH检测装置⑶将实时的PH值传递给数据处理系统，进而得出在各个PH值溶液下锚固组合体的力学性能参数； b.将锚固组合体浸泡在化学效应系统中的溶液时，通过进气口对箱体(3)内注入各种气体后进行步骤I和II中的锚固组合体力学性能试验，通过设置在进气口和出气口的气体流量检测装置(6)记录注入气体和排除气体的流量值，气体浓度检测装置(7)实时检测容器箱体内的气体浓度值，将上述测量的数据均传递给数据处理系统，进而得出在各种气体及其不同的浓度的情况和通过进出口的流量情况得出煤岩试样对各种气体的吸收情况下的锚固组合体力学性能的试验参数； IV、在温度效应系统中锚固组合体力学性能试验: 将锚固组合体放置在温度效应系统中，通过数据处理系统控制热电偶(5)加热或冷却液喷吹装置(9)冷冻，使煤岩试样处于各种不同的温度下进行步骤I和II中的锚固组合体力学性能试验，得出在各种温度情况下锚固组合体的力学性能参数； V、综合环境下锚固组合体力学性能试验: 将锚固组合体放置在温度效应系统和化学效应系统中，可模拟最接近矿井下环境的情况下进行步骤I和II中的锚固组合体力学性能试验，可综合得出在上述各种情况下锚固组合体的力学性能参数；若测量数值异常，可通过数据处理系统中的报警装置，提示相关人员进行及时处理； V1、综合分析处理:将上述各个步骤得出的各种数据进行综合汇总，然后分析对比锚固组合体在各个环境中所得出的力学性能参数，得出各种环境下对锚固组合体力学性能的影响情况。
【专利摘要】本发明公开了一种多相多场耦合锚固体组合变形试验系统及方法，三轴加载装置与锚杆或锚索力学性能试验机配套使用，所述的三轴加载装置为六面体，包括三组两两相对设置的压力装置，每个压力装置分别设有一个电磁控制阀并与液压系统连接；可对锚固组合体中的煤岩试样施加预应力的情况下,进行锚杆或锚索的拉压、扭转、弯曲及剪切等力学试验；另外可对锚固组合体进行群锚效应试验；同时设备还包括温度效应试验系统和化学效应试验系统，通过调节系统的温度及注入各种化学溶剂和气体，改变试样所处的温度场、化学场，从而开展锚固组合体在应力场、温度场、化学场、固、液、气等多场多相耦合作用下的力学试验，为后续的研究和工程设计提供理论支持。
【IPC分类】G01N3/00
【公开号】CN104897458
【申请号】CN201510218850
【发明人】马占国, 戚福周, 罗宁, 四旭飞, 周跃进, 杨党委, 王志强, 倪亮, 冯建川, 杨宝智, 连永权, 孙凯, 杨玉树, 张金亮, 冯宇
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月30日