锚杆支护组合构件和金属网力学测试装置及测试方法与流程

[0001]
本发明涉及金属构件力学测试技术领域，特别是涉及一种锚杆支护组合构件和金属网力学测试装置及测试方法。


背景技术：

[0002]
我国每年新掘巷道总长度达一万余公里，巷道的安全可靠性直接决定矿井的生产能力。近年来随着煤矿开采深度及范围的不断扩大，加之复杂的地质环境及较高的地应力，使巷道在服务期间逐渐出现了冒顶、两帮移近及强烈底鼓等一些列问题，对巷道支护及围岩控制提出了新的挑战。针对巷道在矿井服务期间出现的一系列问题，国内外相关学者提出了一系列支护方式，主要包括木支护、砌碹支护、型钢支护及锚杆支护四类方式，国内外多年实践表明锚杆支护是一种经济有效的支护形式，锚杆支护系统中包括杆体、螺母、垫圈、金属网及钢带、托梁等一系列构件，金属网及钢带可将锚杆的点支护转化为线支护及面支护，有效扩大支护面积，但二者在支护过程中，受力极其复杂，变形及破坏方式多样。井下现场实际中，金属网结构破坏、网兜大变形、钢带撕裂及拉伸破坏等现象频发，大幅度降低了巷道的安全可靠性。
[0003]
针对支护构件严重破损引发支护失效的问题，国内外大量的学者针对锚杆支护构件进行了较为详细的研究，研究范围包括锚杆杆体、螺纹、垫圈等一系列构件。但限于专用设备的欠缺，对金属网的研究成果较少，且对井下金属网支护结构的支护强度及刚度等重要的力学指标无统一明确标准，进一步造成了现场施工过程中出现了金属网使用的盲目性、施工工艺无统一标准等严重性问题。因此单独针对金属网及锚杆支护组合构件进行实验室测试具有一定的必要性，其测试出的强度及刚度等力学指标对井下复杂困难巷道支护设计具有较高的指导意义。


技术实现要素：

[0004]
本发明实施例提供一种锚杆支护组合构件和金属网力学测试装置及测试方法，用于解决或部分解决现有技术中缺乏针对锚杆支护组合构件和金属网力学性能测试设备的问题。
[0005]
本发明实施例提供一种锚杆支护组合构件和金属网力学测试装置，包括机架和设于所述机架顶端的支撑面，支护结构包括锚杆、支护组合构件和金属网，所述支撑面上设有开口和龙门架，所述龙门架在所述开口的上方竖直连接有推动机构，所述推动机构的底部设有压头；所述支撑面上在所述开口的两侧对称设有若干个用于固定锚杆的通孔，所述锚杆为外螺纹结构，所述锚杆穿过所述通孔且在通孔的两侧分别与螺母可拆卸连接，所述支护组合构件和/或待测的中心金属网通过所述锚杆固定于所述支撑面的下表面与所述开口对应位置处进行性能测试。
[0006]
在上述方案的基础上，对支护组合构件进行测试时，所述支护组合构件的钢带垂直于所述开口放置，所述通孔包括与所述钢带的两侧分别对应的第一通孔，所述支护组合
构件在所述第一通孔处通过锚杆可拆卸固定于支撑面。
[0007]
在上述方案的基础上，所述压头包括滚轮，所述滚轮连接于所述推动机构的底部且所述滚轮的轴向垂直于所述钢带的长度方向；所述龙门架上沿所述开口的长度方向设有导轨，所述推动机构与所述导轨移动连接。
[0008]
在上述方案的基础上，所述中心金属网关于所述开口对称放置，所述通孔还包括与所述中心金属网的四角分别对应的第二通孔，所述中心金属网在第二通孔处通过锚杆可拆卸固定于所述支撑面。
[0009]
在上述方案的基础上，所述中心金属网的任一侧边均连接有边缘金属网，所述边缘金属网的一侧与所述中心金属网的侧边搭接连接，所述边缘金属网的另一侧通过连接件可转动固定于所述机架的顶部侧壁。
[0010]
在上述方案的基础上，所述机架的顶部侧壁在任一侧边均设有多个横梁，所述横梁穿过所述机架的顶部侧壁使得一端位于所述机架内部，所述横梁的一端与连接件的一端转动连接，所述连接件的另一端与所述边缘金属网的另一侧可拆卸连接。
[0011]
在上述方案的基础上，所述横梁与所述机架的顶部侧壁螺纹连接，且在所述机架的任一侧边至少一个所述横梁的另一端连接有张紧轮。
[0012]
在上述方案的基础上，在所述机架的任一侧边至少一个所述横梁的一端竖直连接有凸条，所述支撑面上与所述凸条位置对应处设有长条状的卡槽，所述卡槽的长度方向垂直于所述机架的该侧边，所述凸条插入所述卡槽中。
[0013]
在上述方案的基础上，所述压头呈阶梯状，且所述压头截面较大的一端与所述中心金属网的上表面接触，所述压头截面较小的一端顶部具有呈弧形的凹槽，所述推动机构的底部与所述凹槽的形状相适应。
[0014]
本发明实施例还提供一种锚杆支护组合构件和金属网力学测试方法，包括：将支护组合构件置于支撑面的下方，并在开口两侧的第一通孔处通过锚杆对支护组合构件进行固定，推动机构向下施力对支护组合构件进行性能测试；或者将中心金属网置于支撑面的下方，中心金属网通过四角处的锚杆和边缘金属网进行固定，推动机构向下施力对中心金属网进行性能测试；或者将中心金属网置于支撑面的下方，在中心金属网的下方两侧分别设置支护组合构件，每个支护组合构件均横跨开口且两侧与第二通孔位置对应，在第二通孔处通过锚杆对支护组合构件和中心金属网进行固定，中心金属网同时连接边缘金属网进行固定，推动机构向下施力对支护组合构件和金属网的组合进行性能测试；该测试方法还包括：对支护组合构件和金属网的组合进行性能测试时，改变支护组合构件和金属网的种类以及锚杆的间距，对支护组合构件和金属网的匹配选型进行测试分析。
[0015]
本发明实施例提供的一种锚杆支护组合构件和金属网力学测试装置及测试方法，在支撑面上设置开口，可便于对待测结构进行施力测试，同时便于在开口两侧对待测结构进行固定，在支撑面上设置通孔且设置锚杆与螺母的配合，既可实现对待测结构的固定，且可真实模拟支护结构的实际安装方式，使得对待测结构的施力与支护结构实际受力情况更加接近，测试准确性较高，具有较高的研究借鉴价值。
附图说明
[0016]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]
图1为本发明实施例的一种锚杆支护组合构件和金属网力学测试装置的整体示意图；
[0018]
图2为本发明实施例的一种锚杆支护组合构件和金属网力学测试装置的侧视示意图；
[0019]
图3为本发明实施例的一种锚杆支护组合构件和金属网力学测试装置的正视示意图；
[0020]
图4为本发明实施例中龙门架的示意图；
[0021]
图5为本发明实施例中机架的整体示意图；
[0022]
图6为本发明实施例中机架的俯视示意图；
[0023]
图7为本发明实施例中机架的侧视示意图；
[0024]
图8为本发明实施例中中心金属网和边缘金属网的连接示意图；
[0025]
图9为本发明实施例中对金属网进行测试时压头的示意图。
[0026]
附图标记说明：
[0027]
其中，1、机架；2、支撑面；3、龙门架；4、开口；5、推动机构；6、导轨；7、第一通孔；8、第二通孔；9、压头；10、横梁；11、张紧轮；12、凸条；13、卡槽；14、中心金属网；15、边缘金属网；16、重叠部位；17、绑丝安装部位；18、连接件；19、托盘；20、凹槽。
具体实施方式
[0028]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0030]
本发明实施例提供一种锚杆支护组合构件和金属网力学测试装置，参考图1和图2，该力学测试装置包括机架1和设于机架1顶端的支撑面2，支护结构包括锚杆、支护组合构件和金属网，支撑面2上设有开口4和龙门架3，龙门架3在开口4的上方竖直连接有推动机构5，推动机构5的底部设有压头9。
[0031]
支撑面2上在开口4的两侧对称设有若干个用于固定锚杆的通孔，锚杆为外螺纹结构，锚杆穿过通孔且在通孔的两侧分别与螺母可拆卸连接，支护组合构件和/或待测的中心金属网14通过锚杆固定于支撑面2的下表面与开口4对应位置处进行性能测试。
[0032]
本实施例提供的一种锚杆支护组合构件和金属网力学测试装置，可对锚杆支护结构进行力学性能测试。锚杆支护结构包括锚杆、支护组合构件和金属网，其中支护组合构件
包括钢带和托梁。该测试装置中机架1为主要支撑部件。在顶部支撑面2上设置开口4，推动机构5可在开口4处从上往下对支护组合构件和/或金属网进行施力测试。
[0033]
该测试装置可单独对支护组合构件进行性能测试，也可单独对金属网进行性能测试，还可对支护组合构件和金属网的组合进行性能测试。通过在支撑面2上设置通孔，设置锚杆为外螺纹结构，可利用锚杆与螺母的配合实现对支护组合构件和/或金属网的固定，真实模拟支护结构的实际连接形式。另外，还可通过控制锚杆上螺母的拧紧力，实现锚杆一定的锚固力。
[0034]
具体的，在对支护组合构件进行性能测试时，可将支护组合构件的钢带和托梁置于支撑面2的下表面，且钢带位于开口4处，将锚杆穿过托梁、钢带和通孔，然后锚杆在支撑面2上方和托梁下方分别连接螺母，通过螺母的拧紧，实现支护组合构件的固定；然后通过推动机构5对支护组合构件向下施力进行性能测试。
[0035]
同样的，在对金属网进行性能测试时，待测的金属网称为中心金属网14，将中心金属网14置于支撑面2的下表面且位于开口4处，将锚杆穿过中心金属网14和通孔，然后锚杆在支撑面2的上方和中心金属网14的下方分别连接螺母，通过螺母的拧紧，实现对中心金属网14的固定；然后通过推动机构5对中心金属网14向下施力进行性能测试。
[0036]
在对支护组合构件和金属网的组合进行性能测试时，先将中心金属网14置于支撑面2的下表面，然后将支护组合构件置于中心金属网14的下方合适位置处，锚杆穿过支护组合构件、中心金属网14和通孔，然后在锚杆的两端拧上螺母，对支护组合构件和中心金属网14进行固定；通过推动机构5向下施力进行性能测试。
[0037]
进一步地，锚杆上位于支撑面2下方的螺母与支护组合构件或金属网之间可设置托盘19；以增大螺母与支护组合构件或金属网的接触面积，更好的实现固定。
[0038]
本实施例提供的一种锚杆支护组合构件和金属网力学测试装置，在支撑面2上设置开口4，可便于对待测结构进行施力测试，同时便于在开口4两侧对待测结构进行固定，在支撑面2上设置通孔且设置锚杆与螺母的配合，既可实现对待测结构的固定，且可真实模拟支护结构的实际安装方式，使得对待测结构的施力与支护结构实际受力情况更加接近，测试准确性较高，具有较高的研究借鉴价值。
[0039]
进一步地，推动机构5为能够提供直线推力的结构，可为液压缸，也可为其他能够实现直线位移的结构，不做限定。
[0040]
在上述实施例的基础上，进一步地，推动机构5上设有位移传感器，推动机构5的底部、与压头9之间设有压力传感器；螺杆上位于支撑面2上方的螺母与支撑面2的上表面之间设有压力传感器。
[0041]
在测试过程中，可实时监测推动机构5的下压位移，下压力，以更好的对测试过程进行监控，获得测试参数，便于结果分析和研究。通过在螺杆上位于支撑面2上方的螺母与支撑面2的上表面之间设置压力传感器，可使得锚杆实现预设所需的锚固力。
[0042]
在上述实施例的基础上，进一步地，对支护组合构件进行测试时，支护组合构件的钢带垂直于开口4放置，通孔包括与钢带的两侧分别对应的第一通孔7，支护组合构件在第一通孔7处通过锚杆可拆卸固定于支撑面2。
[0043]
在开口4的两侧分别设有多个第一通孔7；且开口4两侧的第一通孔7对称分布，便于在钢带的两侧进行对称的固定。开口4可呈长条状。钢带横跨开口4设置，在两侧第一通孔
7处通过锚杆对称固定在支撑面2上。在开口4两侧分别设置多个第一通孔7，可灵活调整锚杆的位置，实现不同固定条件下的测试。
[0044]
在上述实施例的基础上，进一步地，压头9包括滚轮，滚轮连接于推动机构5的底部且滚轮的轴向垂直于钢带的长度方向。在对支护组合构件进行性能测试时，由于在测试过程中，组合构件的锚杆固定侧因应力集中易发生破坏。
[0045]
为避免其因单向破坏导致钢带在变形过程中发生偏载，损坏油缸及内部的位移传感器，设置了一种新型压头9，该压头9主体结构为大型滚轮，可根据钢带的变形使滚轮在钢带表面进行滑动，调节偏载，保护上部油缸及位移传感器，其中，压头9与油缸的底部之间为可拆卸固定连接方式。
[0046]
进一步地，滚轮的轴向长度可大于钢带的宽度。
[0047]
参考图3和图4，龙门架3上沿开口4的长度方向设有导轨6，推动机构5与导轨6移动连接。推动机构5可沿着导轨6直线滑动，从而实现对待测结构在水平方向上不同部位的加载。
[0048]
在上述实施例的基础上，进一步地，参考图5，中心金属网14关于开口4对称放置，通孔还包括与中心金属网14的四角分别对应的第二通孔8，中心金属网14在第二通孔8处通过锚杆可拆卸固定于支撑面2。
[0049]
支撑面2在与中心金属网14的四角对应处分别设置一组多个第二通孔8。即在开口4的两侧各具有两组第二通孔8。且开口4两侧的第二通孔8关于开口4对称分布。中心金属网14关于开口4对称放置，便于进行对称固定。在中心金属网14的四角对其进行固定，可实现牢固的固定，且与金属网的实际安装结构类似。
[0050]
进一步地，每组第二通孔8可呈阵列分布。每组设置多个第二通孔8，可灵活调整对中心金属网14进行测试时锚杆的位置，以适应更多不同的测试工况。
[0051]
在上述实施例的基础上，进一步地，参考图8，中心金属网14的任一侧边均连接有边缘金属网15，边缘金属网15的一侧与中心金属网14的侧边搭接连接，边缘金属网15的另一侧通过连接件18可转动固定于机架1的顶部侧壁。具体的，边缘金属网的另一侧通过连接件绕水平方向和竖直方向均可转动固定于机架的顶部侧壁。
[0052]
中心金属网14在四角处通过锚杆固定，在边缘处连接边缘金属网15，可更好的模拟实际金属网的安装方式。边缘金属网15的一侧与中心金属网14的侧边搭接连接，即具有重叠部位16。边缘金属网15和中心金属网14在搭接重叠部位16通过绑丝逐段连接。绑丝安装部位17如图8所示。
[0053]
为保证连接的牢固性，可在中心金属网14侧边的每个网格处均通过绑丝与边缘金属网15的网格一一对应连接。且在中心金属网14和边缘金属网15的重叠部位16可设置多列绑丝安装部位17。优选的，可在中心金属网14的边缘处和边缘金属网15的边缘处各设置一列绑丝安装部位17。
[0054]
边缘金属网15的另一侧即远离中心金属网14的侧边与连接件18的一端相连，连接件18的另一端与机架1的顶部侧壁转动连接，用于实现连接件18以及边缘金属网15的边缘在水平及垂直方向上进行一定的转动；可有效真实模拟井下金属网边界的柔性，使得中心金属网14的受力及承载方式与实际现场一致。
[0055]
在上述实施例的基础上，进一步地，参考图6和图7，机架1的顶部侧壁在任一侧边
均设有多个横梁10，横梁10穿过机架1的顶部侧壁使得一端位于机架1内部，横梁10的一端与连接件18的一端转动连接，连接件18的另一端与边缘金属网15的另一侧可拆卸连接。
[0056]
横梁10的一端位于机架1内部，另一端位于机架1外部。横梁10的一端与连接件18可铰接连接，销轴连接，也可通过球铰链连接，可实现连接件18的可转动。连接件18的另一端可通过环状或u型卡头与边缘金属网15连接。具体的，u型卡头包括u型卡环和卡座，u型卡环与卡座通过螺栓可拆卸连接。连接件18的另一端可呈环状，可通过卡头实现连接件18的另一端和边缘金属网15的连接。
[0057]
进一步地，边缘金属网15的另一侧每个网格均连接一个连接件18，每个连接件18均对应设置一个横梁10，以保证边缘连接的牢固性。
[0058]
进一步地，边缘金属网的另一侧通过连接件绕水平方向和竖直方向均可转动固定于机架的顶部侧壁具体为：边缘金属网的另一侧和横梁之间连接有球铰链结构，以实现边缘金属网在任意方向的可转动。其中球铰链结构可设于边缘金属网和连接件之间，也可设于连接件上，也可设于连接件和横梁之间，具体不做限定。边缘金属网的另一侧和横梁之间还可同时设有水平转动结构和竖直转动机构。即在二者之间将水平转动结构和竖直转动结构分开设置，例如可在边缘金属网和连接件之间设置水平转动结构，可通过轴承实现；在连接件上或连接件和横梁之间设置竖直转动结构，可通过销轴或铰链实现。具体不做限定。
[0059]
在上述实施例的基础上，进一步地，横梁10与机架1的顶部侧壁螺纹连接，且在机架1的任一侧边至少一个横梁10的另一端连接有张紧轮11。通过转动张紧轮11带动横梁10转动，横梁10可相对机架1进行水平移动，进而可拉动边缘金属网15水平移动，可实现对边缘金属网15的张紧。
[0060]
进一步地，在机架1的任一侧边可对称设置多个张紧轮11，以在边缘金属网15侧边的多个部位对称的对其施加张紧力。进一步地，连接件18与横梁10之间可设置轴承结构，以能够实现横梁10的转动。
[0061]
在上述实施例的基础上，进一步地，参考图6，在机架1的任一侧边至少一个横梁10的一端竖直连接有凸条12，支撑面2上与凸条12位置对应处设有长条状的卡槽13，卡槽13的长度方向垂直于机架1的该侧边，凸条12插入卡槽13中。
[0062]
在机架1任一侧边处的卡槽13的长度方向垂直于该侧边方向。在转动张紧轮11对边缘金属网15进行张紧时，横梁10会拉动边缘金属网15朝侧边进行水平移动。通过凸条12与卡槽13的配合可对移动方向进行限制定位，可防止边缘金属网15的偏移而影响测试结果的准确性。
[0063]
进一步地，凸条12与横梁10之间同样可设置轴承结构，以实现横梁10的转动。
[0064]
在上述实施例的基础上，进一步地，参考图9，压头9呈阶梯状，且压头9截面较大的一端与中心金属网14的上表面接触，压头9截面较小的一端顶部具有呈弧形的凹槽20，推动机构5的底部与凹槽20的形状相适应。
[0065]
在对金属网以及支护组合构件与金属网的组合进行测试时，设置压头9呈阶梯状，设置与金属网的上表面接触的一端截面较大，有利于增大与金属网的接触面积，有利于顺利对金属网进行施力。在压头9顶部设置弧形凹槽20以及设置推动机构5的底部呈弧形，使得推动机构5与压头9通过弧面连接，具体可为球面，形成球心调心结构，在施力过程中可更好的适应金属网的形变，可防止偏载的产生对推动机构5及内部位移传感器造成损坏。
[0066]
在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例提供一种基于上述任一实施例所述支护组合构件和金属网力学测试装置的支护组合构件和金属网力学测试方法，该测试方法包括：将支护组合构件置于支撑面2的下方，并在开口4两侧的第一通孔7处通过锚杆对支护组合构件进行固定，推动机构5向下施力对支护组合构件进行性能测试；将中心金属网14置于支撑面2的下方，中心金属网14通过四角处的锚杆和边缘金属网15进行固定，推动机构5向下施力对中心金属网14进行性能测试；将中心金属网14置于支撑面2的下方，在中心金属网14的下方两侧分别设置支护组合构件，每个支护组合构件均横跨开口4且两侧与第二通孔8位置对应，在第二通孔8处通过锚杆对支护组合构件和中心金属网14进行固定，中心金属网14同时连接边缘金属网15进行固定，推动机构5向下施力对支护组合构件和金属网的组合进行性能测试。
[0067]
该测试方法还包括：对支护组合构件和金属网的组合进行性能测试时，可改变支护组合构件和金属网的种类以及锚杆的间距，对支护组合构件和金属网的匹配选型进行测试分析。
[0068]
在上述实施例的基础上，进一步地，针对目前煤矿井下巷道支护所用的锚杆支护组合构件与金属网因围岩大变形导致支护材料严重破损导致的支护失效问题，本实施例提供一种测试锚杆支护组合构件与金属网在垂直载荷作用下的力学性能试验机。该装置可根据井下支护构件安装方式，按照1：1的比例真实模拟井下支护构件的承载方式，通过上部油缸出力模拟围岩大变形，测试其在承载过程中的力学响应特征，得出锚杆支护组合构件与金属网的极限承载能力以及二者之间的匹配选型问题，从而为煤矿井下支护设计选型提供借鉴。
[0069]
本实施例主要从锚杆支护组合构件、金属网以及二者之间的匹配选型问题出发，提出了一种锚杆支护组合构件与金属网力学性能试验机，该装置主要由试验主机、软件控制部分、油源三部分组成，以下内容分别从试验机功能、试验主机结构、软件控制部分、油源四部分展开说明。
[0070]
试验功能：锚杆支护组合构件测试，将目前常用的w型钢带及钢筋托梁分别固定于试验机架1中心侧，并施加足够的预紧力，通过上部油缸配合压头9进行加载。
[0071]
金属网测试，金属网测试方案中，共包括五张金属网，分别在中心、上、下、左、右各布置一张，中心金属网14与边缘金属网15之间搭接100mm，并通过绑丝(14号铁丝)进行逐段连接，在金属网与试验机架1连接方面，通过u型卡头将边缘金属网15与试验机架1上的环形连接件18建立连接关系，环型连接件18与试验机架1之间的链接方式为球形铰接，允许其在水平及垂直方向上进行转动，有效模拟井下金属网边界的柔性，使得待测试中心金属网14的受力及承载方式与现场一致，当金属网安装完毕，采用四根锚杆严格按照一定的间排距进行固定，通过上部油缸进行加载，压头9与油缸之间为球心调心结构，可防止偏载的产生对油缸及内部位移传感器造成损坏。
[0072]
金属网及锚杆支护组合构件的匹配选型测试，与金属网的安装方式类似，在金属网安装于试验机之后，在打设锚杆时，分别将锚杆支护组合构件安装于托盘19与金属网之间，并施加足够的预紧力进行固定，其加载方式及压头9设置与金属网试验一致。
[0073]
试验主机分为主机框架、加载装置、固定装置及张紧装置四部分；主机框架是试验机的主要承载机构，其由机架1和龙门架3两部分组成。加载装置的主体为液压油缸，液压油
缸总出力300kn，位移形程850mm，油缸内部布置位移传感器，在油缸底部与压头9之间布置压力传感器，可实施监测试验过程中的载荷及位移变化，拟合载荷-位移曲线。油缸与顶部龙门架3接触部位设置有滑动轨道，油缸可沿着滑动轨道进行水平滑动，从而实现对构件在水平方向上不同部位的加载。
[0074]
固定装置：构件的固定方式分为两种，锚杆固定及边界连接布置。针对锚杆固定，通过在试验机支撑面2上设置不同的通孔，孔径为30mm，四个部位的第二通孔8分别设置25个孔，两孔之间的水平及垂直距离分别为50mm，通过在不同的孔中布置锚杆，实现对锚杆间排距的控制，根据以上锚杆孔的布置情况，该试验机分别可实现对0.8m、0.9m、1m、1.1m、1.2m五种锚杆间排距的调节。
[0075]
在边界连接方式为一环形结构，该结构中设置一种球形铰接结构，可以在水平及垂直方向上进行一定的转动，模拟井下金属网的柔性状态，在环形结构与金属网的连接方式选择u形卡头进行连接，防止其强度过低而造成边界破坏，其中测试金属网与边界金属网之间，严格按照井下锚网的安装方式，即先进行搭接100mm，再采用绑丝进行双边连接。
[0076]
张紧装置：张紧装置通过将前文所述的环形连接装置统一布置在一根横梁10上，横梁10外侧布置两个手动滚轮即张紧轮，横梁10上设置凸条12，支撑面2上设置卡槽13，通过调节手动滚轮，操控横梁10在水平方向上的移动。由于横梁10与环形连接件18为固定连接，通过调控横梁10的移动，带动环形连接件18进行移动，从而调节金属网在水平方向上的张紧力。根据对称性原理，提取每个侧边四分之一部分的环形连接件18，在上部布置拉力传感器，拉力传感器内接于软件操控台，可实现对金属网张紧力的控制及监测。
[0077]
软件控制装置，为试验机配置一套锚杆支护组合构件与金属网力学性能测试控制软件，可通过操纵控制软件，实现对油缸的上升、下降进行操控。通过对控制软件的设定，可实现对试件加载方式的确定，其加载方式分为：位移控制加载、力控制加载及手动编程加载。软件控制系统还可调节试验机中传感器的采集频率，分别设置了0.1hz、1hz、10hz、50hz、100hz五个挡位。
[0078]
油源部分由溢流阀及水冷箱两部分组成，溢流阀为液压缸提供20mpa的恒定压力，水冷箱可以实现对液压系统中的油温控制在30～45℃，始终处于液压油最佳工作温度。油源部分设置在机架1之外，输油管路流过水冷箱进行降温。
[0079]
本实施例提供的支护结构力学性能测试装置可根据井下金属网的真实安装方式进行实验室还原模拟，测试其承载能力，测试结果具有较高的准确性。可通过张紧装置测试金属网在不同张紧力的作用下承载强度及刚度变化规律，指导井下支护所用金属网的选择。可测试锚杆支护组合构件在垂直载荷作用下的力学响应特征，其承载方式与井下锚杆支护组合构件受力状态较为一致。可通过测试金属网配合不同锚杆支护组合构件形成的支护系统的承载性能，根据极限承载能力及支护刚度两个指标及变形破坏方式，得出不同的金属网与锚杆支护组合构件之间的匹配选型问题。
[0080]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。