一种锚固组件及其锚杆综合力学性能试验平台的制作方法

本发明涉及一种试验装置，特别是涉及一种锚固组件及其锚杆综合力学性能试验平台。

背景技术：

在公开号为cn104075943b，的中国发明专利中公开了一种用于测试锚杆综合力学性能的试验台及测试方法，该试验台包括设置在安装测试台上的推进与搅拌测试机构、安装预紧测试机构及设置在工作测试台上的弯曲载荷测试机构、轴向载荷测试机构、剪切载荷测试机构和冲击载荷测试机构；通过该试验台可实现在试验室内模拟锚杆安装与工作过程，并对锚杆施加扭转、拉伸、弯曲、剪切与冲击等单项或多项组合外力；采用相互独立的加载系统对锚杆施加相应载荷，可分别进行锚杆安装与工作过程中各种载荷的独立试验，也可以进行安装受力与围岩变形引起的拉伸、剪切与冲击等几种任意工作受力的组合加载试验，从而有效测试锚杆在各种不同外力组合作用下的综合力学性能。

但是申请人经过实际测试后发现，这种试验台虽然能够同时测试对锚杆的扭、拉、冲击、弯曲等综合力学性能，但是其岩体物理模型是不变的。在锚杆实际应用的过程中，锚杆是打入巷道顶板中，在巷道开采中会产生振动、也会导致锚杆处的岩土力学性能发生变化，如围压变化、振幅变化等，同时，在开采过程中，巷道顶板受到的压力压在变化、岩土中的渗水、流沙等会导致锚杆处的力学性能发生本质性的变化，特别是发生幅度较大的振动，如地震、井下放炮等，其对锚杆处岩土的影响更为巨大。这些都是上述专利中所没有考虑到的，在实际使用过程中，巷道设计者往往通过对巷道岩土分析、锚杆力学分析来推断锚杆的选择需求、施工方式，但是这是在理想情况下进行的，在实际施工、使用过程中锚杆的力学变化非常复杂，因此申请人认为，对于锚杆力学性能的测试不应简单将多种力时间在锚杆上直接测试，而是要模拟锚杆施工时、施工后岩土的变化、同时对锚杆施加综合应力进行测试。这种测试更加贴近实际，而且不用进行繁琐的换算、推理，从而可加快设计效率，而且其测试效果更具有参考性，从而从设计初就避免掉参考数据不准确而导致的设计缺陷，从而提高施工的安全性以及施工后巷道的安全性。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种锚固组件及其锚杆综合力学性能试验平台，其能够真实地还原锚杆锚固后的受力状态，从而为设计者提供准确的参考，且可提高设计效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种锚固组件，包括，第一锚固半筒、第二锚固半筒，所述的第一锚固半筒、第二锚固半筒主体部分共同构成锚固腔，且所述的第一锚固半筒一端设置有第一半法兰和端部封板、另一端上设置有第二半法兰；

所述的第二锚固半筒一端上设置有第一配合半法兰和配合端部封板、另一端上设置有第二配合半法兰；

且第一锚固半筒边缘设置有固定凸缘、密封凸缘，所述的第二锚固半筒边缘设置有配合固定凸缘、密封凹槽；

所述的端部封板、配合端部封板相互重叠、密封，从而封闭锚固腔一端，所述的固定凸缘与配合固定凸缘贴紧、密封凸缘装入密封凹槽中密封配合，且固定凸缘与配合固定凸缘装入安装槽内，安装槽设置在锚固滑条内，且固定螺栓穿过一侧的锚固滑条、固定凸缘、配合固定凸缘后与另一侧的锚固滑条通过螺纹旋合装配，从而使得锚固滑条、固定凸缘、配合固定凸缘装配成一体；

所述的第二半法兰、第二配合半法兰分别与端部密封板通过螺栓装配固定，所述的端部密封板封闭锚固腔的另一端，且端部密封板上设置有端部通孔。

优选地，锚固组件上相两侧分别安装有施力块，施力块远离锚固组件一端面上还固定有铰接块部分、轴体支撑板部分，所述的铰接块部分分别通过不同的压力转轴与第一铰接杆和第二铰接杆一端铰接装配，所述的第一铰接杆另一端与第一压力连杆装配固定，且第一压力连杆与增压机构的压力施加板一端装配固定；

所述的第二铰接杆另一端与第二压力连杆装配固定，且第二压力连杆与另一压力施加板一端装配固定；

所述的轴体支撑板部分与振动输出轴可转动装配，所述的振动输出轴一端与振动电机的输出轴连接固定，且振动电机可驱动振动输出轴周向转动，振动输出轴另一端与第一齿轮装配固定，第一齿轮与第二齿轮啮合传动，第二齿轮固定在振动驱动轴一端，振动驱动轴另一端分别穿过各个凸轮槽后与施力块可转动装配，且所述的凸轮槽内安装有凸轮，所述的凸轮与振动驱动轴装配固定，所述的凸轮包括长轴端和短轴端、且其几何中心处设置有凸轮安装孔，所述的凸轮安装孔与振动驱动轴装配固定。

优选地，两块施力块靠近锚固组件一侧分别设置有限位支撑部分，两块限位支撑部分之间形成容纳槽，且所述的容纳槽与凸轮槽连通，凸轮槽贯穿施力块；

所述的凸轮槽靠近锚固组件的开口处设置有配合压力筒，所述的配合压力筒内部中空且与施力轴可轴向滑动装配，施力轴顶部安装有振动转轮，所述的振动转轮通过振动转轴与施力轴可转动装配。

优选地，所述的施力轴上还固定有施力环，所述的施力环与配合压力筒底部贴紧，施力轴远离振动转轮一端穿过锚固组件的第一锚固半筒或第二锚固半筒后与施力板装配固定；所述的施力轴位于第一锚固半筒或第二锚固半筒与施力环之间的部分上套装有复位弹簧，所述的复位弹簧用于产生对施力轴向振动转轮移动的弹力。

优选地，所述的容纳槽内安装有渗水管，所述的渗水管上设置有连通管，连通管内部分别与管接头、渗水支管一端连通，所述的渗水支管另一端穿过第一锚固半筒或第二锚固半筒后进入锚固腔内。

优选地，所述的施力板上设置有渗水槽，所述的渗水槽内安装有渗水孔板，所述的渗水孔板上设置有数个通孔，所述的渗水支管与渗水孔板贴紧。

本发明还公开了一种锚杆综合力学性能试验平台，其应用有上述锚固组件。

优选地，还包括，打锚机构、锚固机构，所述的打锚机构，包括，打锚底板，打锚底板上固定有打锚支撑座，打锚支撑座上固定有打锚电机座、打锚滑轨、第一打锚立板、第二打锚立板、第三打锚立板，所述的打锚电机座上安装有打锚电机，所述的打锚滑轨分别与打锚扭力座、打锚导向座可滑动装配，打锚电机的输出轴与第一驱动螺杆一端连接固定；

所述的第一驱动螺杆另一端分别穿过第一打锚立板、第二打锚立板后与打锚扭力座通过螺纹旋合装配，然后与第三打锚立板可转动装配；

且第一驱动螺杆上固定有打锚带轮，第一打锚带轮通过打锚皮带与副打锚带轮连接并形成带传动结构，副打锚带轮固定在第二驱动螺杆上，第二驱动螺杆一端分别穿过第一打锚立板、第二打锚立板后与打锚扭力座通过螺纹旋合装配，然后与第三打锚立板可转动装配；

所述的打锚扭力座内安装有锚杆扭力筒，锚杆扭力筒套装在锚杆螺母外部，且其周向转动时能够驱动锚杆螺母周向转动，从而使得锚杆螺母向锚杆托盘旋动直到与锚杆托盘压紧，锚杆托盘固定在锚杆上；

所述的锚杆扭力筒外壁上设置有蜗轮齿，所述的蜗轮齿与蜗杆啮合并形成蜗轮蜗杆传动结构，所述的蜗杆与打锚扭转电机的输出轴连接固定；

所述的锚杆上还固定有打锚环，打锚环靠近打锚电机一端面与打锚板端面贴紧，打锚板套装在锚杆上且其至少与两个打锚油缸的打锚伸缩轴一端装配固定，打锚伸缩轴另一端穿过第二打锚立板后与打锚油缸装配，打锚油缸安装在第一打锚立板上。

优选地，所述的锚固机构，包括，第一锚固平板、第一升降螺杆、第二升降螺杆、第三升降螺杆、第四升降螺杆，第一锚固平板上固定有剪切油缸、升降电机，所述的剪切油缸的伸缩轴与剪切施加轴一端连接固定，剪切施加轴另一端穿过第二锚固平板、第三锚固平板后与施力块装配贴紧；

所述的第一升降螺杆、第二升降螺杆、第三升降螺杆、第四升降螺杆顶部分别穿过第三锚固平板后与位于锚固组件上下两侧的升降板通过螺纹旋合装配，最后与第四锚固平板可转动装配；所述的升降板固定在施力块上；

升降电机的输出轴与第一升降螺杆底部连接固定，所述的第一升降螺杆上固定有第三带轮，所述的第三带轮通过第三升降皮带与第三副带轮连接并形成带传动结构，第三副带轮固定在第四升降螺杆底部，所述的在第四升降螺杆上还安装有第一副带轮、第二副带轮，所述的第一副带轮、第二副带轮分别通过第一升降皮带、第二升降皮带与第一带轮、第二副带轮连接并形成带传动结构；所述的第一带轮、第二副带轮分别安装在第二升降螺杆、第三升降螺杆底部;

所述的第一锚固平板、第四锚固平板之间还通过端部立板连接固定，所述的端部立板上固定有油缸隔板，所述的端部立板上固定有限位锚固筒，所述的限位锚固筒内设置有限位锚固内筒，所述的限位锚固内筒与锚固限位柱装配，所述的锚固限位柱固定轴向施力板上，且轴向施力板与锚杆限位环靠近锚固机构一端贴紧；

所述的限位锚固筒、锚固限位柱上均设置有使锚杆穿过的通孔，且所述的端部立板上固定有轴向施压油缸，所述的轴向施压油缸的轴向伸缩轴穿过油缸隔板后与轴向施力板装配固定。

优选地，在第一升降螺杆、第二升降螺杆、第三升降螺杆、第四升降螺杆分别与升降板装配处还安装轴端让位组件;

所述的轴端让位组件，包括，设置在升降板上的方孔，所述的方孔与让位连接筒可轴向滑动装配，所述的让位连接筒穿过方孔的两端分别与第一限位板、第二限位板装配固定，且第一限位板与升降板之间的让位连接筒上套装有让位弹簧；

让位连接筒内侧设置有分别与第一升降螺杆通过螺纹与第一升降螺杆旋合装配。

本发明的有益效果是：

1、本发明能够真实地还原锚杆使用时的地质、受力状态，从而使得操作者能够获取施工时锚杆在岩土层内的真实情况，从而使得对锚杆的设计要求、施工要球更加贴切，能够大大降低施工后的安全风险。而且本发明用在教学中能够使学生更加直观地体会到锚杆的真实使用环境，从而增加学生的见解以及教学质量。

2、本发明通过增压机构与轴端让位组件的配合能够实现对锚固体的瞬间增压，从而真实地还原巷道顶板受到瞬间冲击力的场景，从而便于设计者考虑极端情况，以提高巷道的安全性。

3、本发明由于采用直接模拟的方式，故不需要对锚杆进行单项测试后进行综合推算，因此能够大大增加设计效率。

4、本发明通过锚固组件能够实现锚固体的振动、受压、渗水等多种工况，相较于现有技术，其意在真实地还原出锚杆的真实施工、使用状态，从而提供更加可靠的测试数据。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是本发明的打锚机构结构示意图。

图4是本发明的打锚机构结构示意图。

图5是本发明的打锚机构结构示意图。

图6是本发明的锚固机构结构示意图。

图7是本发明的锚固机构结构示意图。

图8是本发明的锚固机构结构示意图。

图9是本发明的锚固机构结构示意图。

图10是本发明的锚固机构结构示意图。

图11是本发明的支点组件结构示意图。

图12是本发明的支点组件结构示意图。

图13是本发明的支点组件结构示意图。

图14是本发明的锚固机构结构示意图。

图15是本发明的锚杆限位板处结构示意图。

图16是本发明的锚固机构结构示意图。

图17是本发明的轴端让位组件结构示意图。

图18是本发明的锚固组件结构示意图。

图19是本发明的锚固组件结构示意图。

图20是本发明的施力块结构示意图。

图21是本发明的锚固组件结构示意图。

图22是图21中f1放大图。

图23是本发明的凸轮结构示意图。

图24是本发明的锚固组件结构示意图。

图25是本发明的施力板结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

参见图1-图25，本实施例的锚杆综合力学性能试验平台，包括，打锚机构a、锚固机构b，所述的打锚机构a，包括，打锚底板a110，打锚底板a110上固定有打锚支撑座a120，打锚支撑座a120上固定有打锚电机座a130、打锚滑轨a140、第一打锚立板a211、第二打锚立板a212、第三打锚立板a213，所述的打锚电机座a130上安装有打锚电机a310，所述的打锚滑轨a140分别与打锚扭力座a215、打锚导向座a216可滑动装配，打锚电机a310的输出轴与第一驱动螺杆a311一端连接固定，且打锚电机a310可以驱动第一驱动螺杆a311周向转动；

所述的第一驱动螺杆a311另一端分别穿过第一打锚立板a211、第二打锚立板a212后与打锚扭力座a215通过螺纹旋合装配，然后与第三打锚立板a213可转动装配；

且第一驱动螺杆a311上固定有打锚带轮a411，第一打锚带轮a411通过打锚皮带a410与副打锚带轮a412连接并形成带传动结构，副打锚带轮a412固定在第二驱动螺杆a312上，第二驱动螺杆a312一端分别穿过第一打锚立板a211、第二打锚立板a212后与打锚扭力座a215通过螺纹旋合装配，然后与第三打锚立板a213可转动装配；

使用时，打锚电机a310驱动第一驱动螺杆a311、第二驱动螺杆a312周向转动，从而使得第一驱动螺杆a311、第二驱动螺杆a312驱动打锚扭力座a215在其轴向上移动；

打锚扭力座a215旁安装有打锚导向座a216，所述的打锚导向座a216上安装有锚杆导向筒a220，使用时，锚杆100穿过锚杆导向筒a220的内部，从而为锚杆提供导向功能。

所述的打锚扭力座a215内安装有锚杆扭力筒a230，锚杆扭力筒a230套装在锚杆螺母130外部，且其周向转动时能够驱动锚杆螺母130周向转动，从而使得锚杆螺母130向锚杆托盘120旋动直到与锚杆托盘120压紧，锚杆托盘120固定在锚杆100上；

所述的锚杆扭力筒a230外壁上设置有蜗轮齿，所述的蜗轮齿与蜗杆a321啮合并形成蜗轮蜗杆传动结构，所述的蜗杆a321与打锚扭转电机a320的输出轴连接固定，且打锚扭转电机a320能够驱动蜗杆a321周向转动，从而驱动锚杆扭力筒a230周向转动；从而驱动锚杆螺母130轴向移动直到与锚杆托盘120压紧后对锚杆施加周向的扭力；此时，通过打锚扭转电机a320的用电功率即可换算出施加的扭力，也可以在锚杆100上套装第一扭矩传感器a350，从而通过第一扭力传感器a350检测打锚扭转电机a320对锚杆施加的扭力和此处锚杆在周向上的扭转变形量。

所述的锚杆100上还固定有打锚环110，打锚环110靠近打锚电机a310一端面与打锚板a214端面贴紧，打锚板a214套装在锚杆100上且其至少与两个打锚油缸a330的打锚伸缩轴a331一端装配固定，打锚伸缩轴a331另一端穿过第二打锚立板a212后与打锚油缸a330装配，从而使得打锚油缸a330可以驱动打锚伸缩轴a331在其轴向上移动，打锚油缸a330安装在第一打锚立板a211上；

使用时，通过打锚油缸a330对锚杆施加轴向移动的推力，然后通过打锚扭转电机a320对锚杆100施加周向转动的力，来模拟锚杆真实的打锚情况。

所述的锚固机构b，包括，第一锚固平板b210，第一锚固平板b210上固定有剪切油缸b330、升降电机b340，所述的剪切油缸b330的伸缩轴与剪切施加轴b331一端连接固定，剪切施加轴b331另一端穿过第二锚固平板b220、第三锚固平板b230后与施力块b260装配贴紧，从而使得剪切油缸b330可以驱动剪切施加轴b331在其轴向上移动，从而通过驱动剪切施加轴b331对施力块b260施加向上顶起的压力；

优选地，所述的剪切油缸b330有两个，且两根剪切施加轴b331分别与施力块b260底部两端贴紧。这种设计使得施力块b260的受力均匀，防止其发生歪斜。

升降电机b340的输出轴与第一升降螺杆b421底部连接固定，且升降电机b340可以驱动第一升降螺杆b421周向转动，所述的第一升降螺杆b421上固定有第三带轮b631，所述的第三带轮b631通过第三升降皮带b630与第三副带轮b632连接并形成带传动结构，第三副带轮b632固定在第四升降螺杆b424底部，所述的在第四升降螺杆b424上还安装有第一副带轮b612、第二副带轮b622，所述的第一副带轮b612、第二副带轮b622分别通过第一升降皮带b610、第二升降皮带b620与第一带轮b611、第二副带轮b621连接并形成带传动结构；所述的第一带轮b611、第二副带轮b621分别安装在第二升降螺杆b422、第三升降螺杆b423底部；

所述的第一升降螺杆b421、第二升降螺杆b422、第三升降螺杆b423、第四升降螺杆b424顶部分别穿过第三锚固平板b230后与位于锚固组件c上下两侧的升降板b261通过螺纹旋合装配，最后与第四锚固平板b240可转动装配；且所述的第一升降螺杆b421、第二升降螺杆b422、第三升降螺杆b423、第四升降螺杆b424与位于锚固组件c上下两侧的升降板b261旋合装配的螺纹旋向相反，这种设计使得转动第一升降螺杆b421、第二升降螺杆b422、第三升降螺杆b423、第四升降螺杆b424时，位于锚固组件c上下两侧的升降板b261相互远离或相互靠近移动。第一升降螺杆b421、第二升降螺杆b422、第三升降螺杆b423、第四升降螺杆b424可以互换，其结构一样。

所述的升降板b261固定在施力块b260上，所述的施力块b260有两块且分别安装在锚固组件c上下两侧，所述的施力块b260靠近锚固组件c一侧设置有限位支撑部分b266，两块限位支撑部分b266之间形成容纳槽b265，且所述的容纳槽b265与凸轮槽b263连通，凸轮槽b263贯穿施力块b260；

施力块b260远离锚固组件c一端面上还固定有铰接块部分b264、轴体支撑板部分b262，所述的铰接块部分b264分别通过不同的压力转轴b540与第一铰接杆d211和第二铰接杆d221一端铰接装配，所述的第一铰接杆d211另一端与第一压力连杆d210装配固定，且第一压力连杆d210与压力施加板d110一端装配固定；

所述的第二铰接杆d221另一端与第二压力连杆d220装配固定，且第二压力连杆d220与另一压力施加板d110一端装配固定；

所述的压力施加板d110另一端上安装有支点组件d，所述的支点组件d，包括，固定在压力施加板d110上的支点支撑板d120，所述的支点支撑板d120上设置有让位滑槽d121，让位滑槽d121与限位滑杆d131可滑动装配（竖直方向上），所述的限位滑杆d131一端与伸缩支撑板d130连接固定、另一端穿过让位滑槽d121后与止退板d170装配固定，从而防止限位滑杆d131脱出让位滑槽d121；

所述的限位滑杆d131穿过止退板d170一端与第一支点弹簧d410一端连接固定，第一支点弹簧d410另一端与压力施加板d110连接固定，且第一支点弹簧d410用于对限位滑杆d131产生向上的推力，使得限位滑杆d131始终位于让位滑槽d121顶部；

所述的伸缩支撑板d130分别与第一支点支撑板d140、第二支点支撑板d150装配固定，所述的第一支点支撑板d140、第二支点支撑板d150之间安装有支点切换电磁铁d310，所述的支点切换电磁铁d310与支点切换伸缩轴d311一端装配，且支点切换电磁铁d310能够驱动支点切换伸缩轴d311在其轴向上移动；

所述的支点切换伸缩轴d311另一端穿过第二支点支撑板d150后与支点块d160装配固定，且所述的支点块d160与第二支点支撑板d150之间设置有第二支点弹簧d420，所述的第二支点弹簧d420为拉簧且套装在支点切换伸缩轴d311上，所述的第二支点支撑板d150上还固定有支点导向轴d320，所述的支点导向轴d320穿过支点块d160，且支点块d160可在支点导向轴d320轴向上移动；

初始状态时，第二支点弹簧d420将支点块d160拉出第四锚固平板b240与压力施加板d110之间。

使用时，由于压力施加板d110以支点块d160为支点形成杠杆，此时，通过支点切换伸缩轴d311在让位滑槽d121中滑动（水平方向和竖直方向上）来抵消压力施加板d110转动带来的位移问题，因为压力施加板d110会以支点块d160为中心转动，故支点切换伸缩轴d311在让位滑槽d121中竖向滑动能够为压力施加板d110提供竖向让位空间、在水平方向上滑动可以抵消压力施加板d110产生的水平位移。当然这些位移很小，所以让位滑槽d121、支点切换伸缩轴d311的尺寸不大，不会影响压力施加板d110的使用。

需要通过压力施加板d110对施力块施加压力时，支点切换电磁铁d310得电将支点切换伸缩轴d311推出，使得支点块d160克服第二支点弹簧d420弹力进入第四锚固平板b240与压力施加板d110之间，然后对压力施加板d110远离锚固组件c一端施加向上的推力即可使得施力块获得向下对锚固组件的压力。

优选地，所述的支点块d160靠近压力施加板d110一端上安装有支点轮d340，所述的支点轮d340通过支点转轴d330与支点块d160可转动装配，且支点轮d340与压力施加板d110贴紧，这种设计主要是为了降低支点块d160与压力施加板d110之间的摩擦力。使用时，压力施加板d110通过支点轮d340形成杠杆，从而放大对施力块b260施加的压力。

所述的压力施加板d110靠近上第一支点弹簧d410一端底部固定有配合施力筒d101，所述的配合施力筒d101内部中空且与施力伸缩轴b311开放端装配，所述的施力伸缩轴b311另一端装入施力油缸b310内，且施力油缸b310为双轴油缸，其两端均安装有施力伸缩轴b311，两端的施力伸缩轴b311分别与与之靠近的配合施力筒d101可轴向上移动装配；

所述的施力油缸b310固定在油缸支撑块b130上，且油缸支撑块b130两端分别与锚固立板b110、锚固导向板b120装配固定，所述的锚固立板b110分别与第一锚固平板b210、第二锚固平板b220、第三锚固平板b230、第四锚固平板b240装配固定；两块锚固立板之间形成立板通槽b111。

所述的锚固导向板b120有两块且均固定在第一锚固平板b210上，两块第一锚固平板b210相对一侧的端面上固定有两条平行的锚固滑槽板b121，两条锚固滑槽板b121之间形成锚固滑槽b122，所述的锚固滑槽b122与锚固组件c的锚固滑条c110可滑动装配（长度方向上）；

所述的轴体支撑板部分b262与振动输出轴b321可转动装配，所述的振动输出轴b321一端与振动电机b320的输出轴连接固定，且振动电机b320可驱动振动输出轴b321周向转动，振动输出轴b321另一端与第一齿轮b411装配固定，第一齿轮b411与第二齿轮b412啮合传动，第二齿轮b412固定在振动驱动轴b410一端，振动驱动轴b410另一端分别穿过各个凸轮槽b263后与施力块b260可转动装配，且所述的凸轮槽b263内安装有凸轮b510，所述的凸轮b510与振动驱动轴b410装配固定，所述的凸轮b510包括长轴端b511和短轴端b512、且其几何中心处设置有凸轮安装孔b513，所述的凸轮安装孔b513与振动驱动轴b410装配固定。当振动驱动轴b410周向转动时，能够驱动凸轮b510周向转动。

所述的凸轮槽b263靠近锚固组件c的开口处设置有配合压力筒b267，所述的配合压力筒b267内部中空且与施力轴c610可轴向滑动装配，施力轴c610顶部安装有振动转轮c630，所述的振动转轮c630通过振动转轴c640与施力轴c610可转动装配，所述的振动转轮c630可与凸轮b510的长轴端b511接触压紧；

所述的施力轴c610上还固定有施力环c611，所述的施力环c611与配合压力筒b267底部贴紧，施力轴c610远离振动转轮c630一端穿过锚固组件c的第一锚固半筒c210或第二锚固半筒c220后与施力板c240装配固定；所述的施力轴c610位于第一锚固半筒c210或第二锚固半筒c220与施力环c611之间的部分上套装有复位弹簧c620，所述的复位弹簧c620用于产生对施力轴c610向振动转轮c630移动的弹力，从而使得施力板c240外壁与第一锚固半筒c210或第二锚固半筒c220内壁贴紧；

初始状态时，所述的限位支撑部分b266与第一锚固半筒c210或第二锚固半筒c220外壁之间有间隙，此间隙至少为1-2cm。这种设计一方面是为了能够为施力块向施力轴施加压力，另一方面用于防止施力轴过度进入第一锚固半筒c210或第二锚固半筒c220内影响试验结果；

所述的容纳槽b265内安装有渗水管c300，所述的渗水管c300上设置有连通管c320，连通管c320内部分别与管接头c310、渗水支管c330一端连通，所述的渗水支管c330另一端穿过第一锚固半筒c210或第二锚固半筒c220后进入锚固腔c201内。使用时，将高压水流接入管接头c310内，然后通过连通管c320进入渗水支管c330后渗入锚固腔c201内，从而模拟巷道顶板的渗水。

优选地，所述的施力板c240上设置有渗水槽c241，所述的渗水槽c241内安装有渗水孔板c250，所述的渗水孔板c250上设置有数个通孔，所述的渗水支管c330与渗水孔板c250贴紧，从而防止锚固腔c201内的锚固体进入渗水支管c330内造成其堵塞。

优选地，所述的第一锚固平板b210、第四锚固平板b240之间还通过端部立板b160连接固定，所述的端部立板b160上固定有油缸隔板b150，所述的端部立板b160上固定有限位锚固筒b161，所述的限位锚固筒b161内设置有限位锚固内筒b162，所述的限位锚固内筒b162与锚固限位柱b141装配，所述的锚固限位柱b141固定轴向施力板b140上，且轴向施力板b140与锚杆限位环140靠近锚固机构一端贴紧；

所述的限位锚固筒b161、锚固限位柱b141上均设置有使锚杆穿过的通孔，且所述的端部立板b160上固定有轴向施压油缸b350，所述的轴向施压油缸b350的轴向伸缩轴穿过油缸隔板b150后与轴向施力板b140装配固定。使用时，可通过油缸隔板b150驱动轴向伸缩轴轴向移动，从而实现驱动轴向施力板b140在其轴向上移动以对锚杆施加轴向拉脱力。

所述的锚固组件c，包括，第一锚固半筒c210、第二锚固半筒c220，所述的第一锚固半筒c210、第二锚固半筒c220主体部分共同构成锚固腔c201，且所述的第一锚固半筒c210一端设置有第一半法兰c211和端部封板c214、另一端上设置有第二半法兰c212；

所述的第二锚固半筒c220一端上设置有第一配合半法兰c221和配合端部封板c224、另一端上设置有第二配合半法兰c222；

且第一锚固半筒c210边缘设置有固定凸缘c213、密封凸缘c215，所述的第二锚固半筒c220边缘设置有配合固定凸缘c223、密封凹槽c225；

所述的端部封板c214、配合端部封板c224相互重叠、密封，从而封闭锚固腔c201一端，所述的固定凸缘c213与配合固定凸缘c223贴紧、密封凸缘c215装入密封凹槽c225中密封配合，且固定凸缘c213与配合固定凸缘c223装入安装槽c111内，安装槽c111设置在锚固滑条c110内，且固定螺栓c120穿过一侧的锚固滑条c110、固定凸缘c213、配合固定凸缘c223后与另一侧的锚固滑条c110通过螺纹旋合装配，从而使得锚固滑条c110、固定凸缘c213、配合固定凸缘c223装配成一体；

所述的第二半法兰c212、第二配合半法兰c222分别与端部密封板c230通过螺栓装配固定，所述的端部密封板c230封闭锚固腔c201的另一端，且端部密封板c230上设置有端部通孔c231。

使用时，取出锚固组件c，然后打开端部密封板c230，采集施工地的岩土，填充入锚固腔中，然后压紧至施工现场的岩土密度、硬度，形成锚固体；

然后装上端部密封板c230；再将锚固滑条c110装入锚固滑槽b122内，然后推动锚固组件进入到两块施力块b260之间，直到端部密封板c230与端部立板b160贴紧，然后升降电机b340启动，驱动第一升降螺杆b421、第二升降螺杆b422、第三升降螺杆b423、第四升降螺杆b424转动，从而使得两块施力块b260相互向锚固组件c移动直到配合压力筒b267与施力环c611贴紧，然后升降电机b340停止运行；

将锚杆100一端分别穿过锚杆导向筒a220、第三打锚立板a213、限位锚固筒b161、锚固限位柱b141、第二扭矩传感器b710、端部通孔c231，再将锚杆100安装有锚杆螺母120一端装入锚杆扭力筒a230内，且在锚杆此端的端部上安装打锚环110，再将此端穿过打锚板a214，并且在穿过打锚板a214、第二打锚立板a212一端上固定磁铁a342，并在第一打锚立板a211与磁铁a342对应处设置霍尔传感器a341，霍尔传感器通过检测磁铁a342磁场强度来计算磁铁a342距离霍尔传感器a341的距离，从而判断锚杆轴向的移动位移；

启动打锚油缸a330，使得打锚油缸a330驱动锚杆轴向向锚固组件移动，且启动打锚扭转电机a320使得锚杆扭力筒a230对锚杆100施加扭力，使得锚杆100向锚固体内打锚，同时可以进行注浆，浆液为酚醛树脂等常用的锚杆注浆液；将锚杆打入锚固体后，等待注浆凝固；再在锚杆靠近第二第二扭矩传感器b710一端上贴上电子应变片，并肩电子应变片与其读取设备通信连接，即可进行试验。

试验时，启动轴向施压油缸b350对锚杆施加轴向力，启动剪切油缸b330对锚固组件施加向上顶起的剪切力，从而实现对锚杆施加剪力；启动打锚扭转电机a320对锚杆施加扭力，启动振动电机b320，使得凸轮转动对施力轴c610施加间断的压力从而使得施力板对锚固体施加振动力，从而模拟巷道顶板在地震、放炮、开采等过程中产生的振动；对管接头接入高压水流，模拟对锚固体的渗水；这基本上能够模拟锚杆在施工后的真实场景，然后通过第一扭矩传感器a350、第二扭矩传感器b710分别检测锚杆的扭力，通过电子应变片检测锚杆轴向拉长距离、周向扭转变形，同时通过磁铁与霍尔传感器之间的距离进行误差补偿。如果需要模拟巷道顶部瞬间压力增加的情况，可以启动支点切换电磁铁d310，使得支点切换电磁铁d310驱动支点块d160进入第四锚固平板b240、压力施加板d110，或压力施加板d110、第三锚固平板b230之间，然后启动施力油缸b310，使得其两侧的压力施加板d110受到向上的压力，并通过压力施加板d110杠杆放大后施加在施力块上，再通过施力块施加在施力板上，从而实现锚固体围压突增的情况。整个过程中，通过剪切油缸b330、施压油缸b350的油压推算其施加的剪切力、轴向拉脱力。

当然，具体的检测方法、试验方式以及各种传感器的安装方式、测试方式可以直接采用公开号为cn104075943b的专利中的方法。而本案中的打锚机构a可以直接采用公开号为cn104075943b的专利中的安装测试台，也就是本案可以直接将公开号为cn104075943b的专利中工作测试台替换为本案的锚固机构b，其他的传感器安装、选择、安装测试台均可采用cn104075943b的专利中的相应设备。

进一步地，由于试验时，两块施力块需要在第一升降螺杆b421轴向上向锚固组件c移动，但是如果直接将升降板b261与第一升降螺杆b421、第二升降螺杆b422、第三升降螺杆b423、第四升降螺杆b424通过螺纹旋合装配的话施力块是无法直接移动的，因此申请人，进行如下改进：

在第一升降螺杆b421、第二升降螺杆b422、第三升降螺杆b423、第四升降螺杆b424分别与升降板b261装配处安装轴端让位组件，参见图17，以第一升降螺杆b421处的轴端让位组件为例，所述的轴端让位组件，包括，设置在升降板b261上的方孔b2611，所述的方孔b2611与让位连接筒b520可轴向滑动装配，所述的让位连接筒b520穿过方孔b2611的两端分别与第一限位板b521、第二限位板b522装配固定，且第一限位板b521与升降板b261之间的让位连接筒b520上套装有让位弹簧b530；

让位连接筒b520内侧设置有分别与第一升降螺杆b421通过螺纹与第一升降螺杆b421旋合装配，这种设计使得第一升降螺杆b421、第二升降螺杆b422、第三升降螺杆b423、第四升降螺杆b424转动时，通过驱动轴端让位组件来驱动升降板b261移动，而升降板b261受压时，其可以在让位连接筒b520轴向上发生移动，从而不影响施力块b260对施力轴的施压。所述的升降板b261可在让位连接筒b520轴向上移动的位移大于间隙宽度，这种设计是为了防止让位连接筒b520与第一升降螺杆b421、第二升降螺杆b422、第三升降螺杆b423、第四升降螺杆b424装配处受到压力而损坏。当升降板b261与让位连接筒b520发生移动后，可通过让位弹簧b530实现升降板b261的复位。这种设计虽然会造成一定的误差，但是可以将让位弹簧b530弹性系数、最大变形量、升降板b261与让位连接筒b520最大位移量计入误差计算中，从而消除误差。

本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的试验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。