力场测试系统及其测试方法与流程

本发明涉及施工检测，尤其涉及一种力场测试系统及其测试方法。

背景技术：

1、研究支护预应力场是弄清围岩体与锚杆相互作用的基础，而预应力作为锚杆主动支护最核心的参数，其能否在围岩中有效扩散是衡量锚杆主动支护成败的关键。

2、锚杆支护预应力场的分布规律主要受锚杆预紧力、组合构件、锚固长度等影响，锚杆预紧力的大小和不同组合构件的选取在测试过程中较容易实现，但由于锚固剂使用选取方式较多对于同一根锚杆在确定树脂锚固剂锚固长度并锚固后再对锚固长度进行改变则非常困难。如需测试不同锚固长度锚杆预应力场，需要采用套筒取芯、周边打钻等方式将原锚固锚杆取出后再进行不同长度的锚固或重新搭设测试平台。在现有技术中，对于不同锚固条件的锚杆预应力场的测试困难。

技术实现思路

1、本发明提供一种力场测试系统及其测试方法，用以解决不同锚固条件的锚杆预应力场的测试困难的问题，实现不同锚杆预应力场的快速测试。

2、本发明提供一种力场测试系统，包括：

3、测试平台，具有一实验面，实验面上设置有多个采集组，每个采集组内均包括多个锚杆孔，多个采集组沿实验面的中心位置呈中心对称设置，至少其中一组采集组的多个锚杆孔内锚固设置有锚杆；

4、预应力施加装置，用以向多个锚杆施加预紧力；以及，

5、感应组件，用于采集实验面上的预应力大小。

6、根据本发明提供的力场测试系统，锚杆锚固设置于锚杆孔内的方式包括短锚固剂锚固、长锚固剂锚固、短锚固剂与长锚固剂共同锚固或者两根长锚固剂共同锚固中的任意一种。

7、根据本发明提供的力场测试系统，采集组设置有四个；

8、其中，四个采集组分别采用短锚固剂锚固、长锚固剂锚固、短锚固剂与长锚固剂共同锚固以及两根长锚固剂共同锚固的方式锚固锚杆。

9、根据本发明提供的力场测试系统，实验面上形成有实验区域以及处于实验区域中心位置的采集区域；

10、采集组内的多个锚杆孔均设于实验区域的边缘至采集区域的边缘之间；

11、感应组件设于采集区域内。

12、根据本发明提供的力场测试系统，实验区域以及采集区域均呈正方形设置，且采集区域的顶角对应实验区域的顶角设置；

13、多个锚杆孔分设于实验区域以及采集区域的边缘上。

14、根据本发明提供的力场测试系统，每一采集组内锚杆孔设置有三个，三个锚杆孔分设于实验区域的顶角处、与实验区域的顶角呈相邻设置的侧边处，以及采集区域对应的顶角处。

15、根据本发明提供的力场测试系统，感应组件包括传感器以及与传感器电性连接的采集装置，传感器埋设于测试平台内，且对应采集区域设置。

16、根据本发明提供的力场测试系统，采集区域内形成有多个采集分区；

17、传感器设置有多个，多个传感器共同形成一传感组，传感组对应采集分区设置有多个，多个传感组分设于多个采集分区内。

18、本发明还提供一种根据上述任意一项的力场测试系统的测试方法，包括以下步骤：

19、通过预应力施加装置，分别对采集组内的每个锚杆施加预紧力；

20、通过感应组件，分别获取每个锚杆在实验面上产生的预应力场的大小；

21、根据预应力场的大小，获取每一锚杆的预应力场分布规律。

22、根据本发明提供的力场测试系统的测试方法，通过预应力施加装置，分别对采集组内的每个锚杆施加预紧力的步骤之前还包括：

23、对感应组件进行偏差校核。

24、在本发明提供的力场测试系统中，在测试平台上设置有实体锚杆孔以及锚杆，可以更加准确的模拟实际锚杆的预应力场的分布规律；同时，在本实施例中，设置有多个采集组，以便于进行多种锚固方式的测试，无需在完成一种测试试后重新搭建平台或者钻孔取出锚杆；另外，由于多个采集组沿中心对称设置，使得力场相对对称均匀分布，便于感应组件的设置，便于测试更大范围的力场分布；多个锚杆的设置可以实现力场的准确测试，以降低或平衡误差。

技术特征：

1.一种力场测试系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的力场测试系统，其特征在于，所述锚杆锚固设置于所述锚杆孔内的方式包括短锚固剂锚固、长锚固剂锚固、短锚固剂与长锚固剂共同锚固或者两根长锚固剂共同锚固中的任意一种。

3.根据权利要求2所述的力场测试系统，其特征在于，所述采集组设置有四个；

4.根据权利要求1所述的力场测试系统，其特征在于，所述实验面上形成有实验区域以及处于所述实验区域中心位置的采集区域；

5.根据权利要求4所述的力场测试系统，其特征在于，所述实验区域以及所述采集区域均呈正方形设置，且所述采集区域的顶角对应所述实验区域的顶角设置；

6.根据权利要求5所述的力场测试系统，其特征在于，每一所述采集组内所述锚杆孔设置有三个，三个所述锚杆孔分设于所述实验区域的顶角处、与所述实验区域的顶角呈相邻设置的侧边处，以及所述采集区域对应的顶角处。

7.根据权利要求4所述的力场测试系统，其特征在于，所述感应组件包括传感器以及与所述传感器电性连接的采集装置，所述传感器埋设于所述测试平台内，且对应所述采集区域设置。

8.根据权利要求7所述的力场测试系统，其特征在于，所述采集区域内形成有多个采集分区；

9.一种根据权利要求1至8中任意一项所述的力场测试系统的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求8所述的力场测试系统的测试方法，其特征在于，通过预应力施加装置，分别对所述采集组内的每个所述锚杆施加预紧力的步骤之前还包括：

技术总结
本发明提供一种力场测试系统及其测试方法，力场测试系统包括测试平台、预应力施加装置以及感应组件；测试平台，具有一实验面，所述实验面上设置有多个采集组，每个所述采集组内均包括多个锚杆孔，多个所述采集组沿所述实验面的中心位置呈中心对称设置，至少其中一组所述采集组的多个所述锚杆孔内锚固设置有锚杆；预应力施加装置，用以向多个所述锚杆施加预紧力；感应组件，用于采集所述实验面上的预应力大小。在本发明中，在测试平台上设置有实体锚杆孔以及锚杆，可以更加准确的模拟实际锚杆的预应力场的分布规律；同时，在本实施例中，设置有多个采集组，以便于进行多种锚固方式的测试，无需在完成一种测试试后重新搭建平台或者钻孔取出锚杆。

技术研发人员：周逸群,林健,鞠文君,王正胜,张镇,石垚,吴建星,任硕,王涛,方树林,焦建康,吴乐
受保护的技术使用者：中煤科工开采研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13