本发明涉及锚杆测试,尤其涉及一种锚杆拉拔试验系统及方法。
背景技术:
1、锚杆支护作为一种常用且有效的支护方式,能够显著增强围岩的稳定性,防止围岩变形垮塌。然而,如何准确评价锚杆支护的性能,一直是锚杆测试技术领域关注的重要问题。从工程实践来看,准确掌握锚杆支护性能,有助于合理设计锚杆支护参数,不仅避免了因支护不足导致的安全事故,同时也能防止过度支护造成的资源浪费。
2、然而,传统方法对于锚杆支护性能的评价存在一定的局限性。一些现场测试手段虽然能够获取部分数据,但往往难以全面、准确地反映锚杆在各种复杂工况下的真实工作状态,测试结果不准确。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的问题,本发明的目的之一是提供一种锚杆拉拔试验系统。
2、本发明提供如下技术方案:
3、一种锚杆拉拔试验系统,包括:
4、拉拔试验台,包括框架以及填充于所述框架内部的混凝土层,所述拉拔试验台具有试验面,所述框架分隔所述试验面形成多个试验区;
5、凿岩装置,用于在所述试验区穿凿钻孔,所述钻孔供锚杆插入及锚固;
6、拉拔装置,用于拉拔所述锚杆;以及
7、应力监测装置,用于监测所述锚杆的力学数据。
8、作为对所述锚杆拉拔试验系统的进一步可选的方案,所述凿岩装置包括气动凿岩机、供水机构、供气机构和控制器;
9、所述供水机构包括承压水管、供水泵和水箱,所述气动凿岩机、所述供水泵和所述水箱通过所述承压水管依次连接;
10、所述供气机构包括承压风管和空气压缩机,所述气动凿岩机和所述空气压缩机通过所述承压风管连接;
11、所述控制器分别与所述气动凿岩机和所述空气压缩机电性连接。
12、作为对所述锚杆拉拔试验系统的进一步可选的方案,所述凿岩装置还包括支撑机构,所述支撑机构包括移动式支撑架、定位件、支撑横梁、第一紧固件及固定纵梁;
13、所述移动式支撑架上设置有多个限位孔,多个所述限位孔沿竖直方向排布;
14、所述定位件插设于所述限位孔和所述支撑横梁,所述支撑横梁通过所述定位件与所述移动式支撑架连接;
15、所述固定纵梁沿垂直于所述试验面的方向延伸设置,所述固定纵梁通过所述第一紧固件与所述支撑横梁连接;
16、所述气动凿岩机设置于所述固定纵梁。
17、作为对所述锚杆拉拔试验系统的进一步可选的方案,所述支撑横梁设置有至少两个,至少两个所述支撑横梁沿垂直于所述试验面的方向排布;
18、所述固定纵梁通过所述第一紧固件分别与至少两个所述支撑横梁连接。
19、作为对所述锚杆拉拔试验系统的进一步可选的方案,所述拉拔装置包括锚杆张拉机、承压油管和油泵,所述锚杆张拉机和所述油泵通过所述承压油管连接,所述锚杆张拉机的移动端与所述锚杆连接,所述锚杆张拉机的固定端抵持所述应力监测装置。
20、作为对所述锚杆拉拔试验系统的进一步可选的方案,所述拉拔试验台上远离所述试验面的一端设置有反力钩;
21、所述拉拔装置还包括反力钢梁,所述反力钢梁的一端插设于所述反力钩,并与所述反力钩转动配合;
22、所述锚杆张拉机设置于所述反力钢梁的另一端。
23、作为对所述锚杆拉拔试验系统的进一步可选的方案,所述拉拔装置还包括移动式倒链和倒链绞盘,所述锚杆张拉机通过所述移动式倒链和所述倒链绞盘吊设于所述反力钢梁。
24、作为对所述锚杆拉拔试验系统的进一步可选的方案,所述应力监测装置包括测力传感器、数据传输线缆、测力采集仪和移动终端,所述测力传感器、所述测力采集仪和所述移动终端通过所述数据传输线缆依次电性连接;
25、所述锚杆张拉机的固定端抵持所述测力传感器背离所述试验面的一侧。
26、作为对所述锚杆拉拔试验系统的进一步可选的方案,所述应力监测装置还包括测力垫片和锚杆托盘,所述测力垫片位于所述测力传感器与所述试验面之间,所述锚杆托盘位于所述测力传感器背离所述试验面的一侧,所述锚杆张拉机的固定端抵持所述锚杆托盘。
27、本发明的另一目的是提供一种锚杆拉拔试验方法。
28、本发明提供如下技术方案:
29、一种锚杆拉拔试验方法,应用于上述锚杆拉拔试验系统,所述锚杆拉拔试验方法包括:
30、制作所述拉拔试验台;
31、使用所述凿岩装置在所述试验区穿凿所述钻孔;
32、在所述钻孔内添加锚固剂,将所述锚杆插入所述钻孔,并粘结锚固;
33、使用所述拉拔装置拉拔所述锚杆;
34、使用所述应力监测装置监测所述锚杆的力学数据。
35、本发明的实施例具有如下有益效果:
36、在上述锚杆拉拔试验系统中,框架内部填充混凝土层,形成拉拔试验台,且框架分隔拉拔试验台的试验面形成多个试验区,用以模拟围岩的地质条件。进行锚杆拉拔试验时,先使用凿岩装置在多个试验区穿凿钻孔,然后在钻孔内添加锚固剂,将锚杆插入钻孔,并粘结锚固,再使用拉拔装置拉拔锚杆,同时使用应力监测装置监测锚杆的力学数据,从而能够测试出锚杆在特定地质条件下的性能。由于各个试验区之间的一致性高,故能够显著提高试验数据的精度和重复性,改善了现场试验中地质条件复杂多变、环境干扰大的问题,确保每次试验的围岩条件一致,从而获得更稳定和可靠的测试结果,为锚杆支护设计提供更准确的数据。
37、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显和易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,做详细说明如下。
1.一种锚杆拉拔试验系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的锚杆拉拔试验系统,其特征在于,所述凿岩装置包括气动凿岩机、供水机构、供气机构和控制器;
3.根据权利要求2所述的锚杆拉拔试验系统,其特征在于,所述凿岩装置还包括支撑机构,所述支撑机构包括移动式支撑架、定位件、支撑横梁、第一紧固件及固定纵梁;
4.根据权利要求3所述的锚杆拉拔试验系统,其特征在于,所述支撑横梁设置有至少两个,至少两个所述支撑横梁沿垂直于所述试验面的方向排布;
5.根据权利要求1所述的锚杆拉拔试验系统,其特征在于,所述拉拔装置包括锚杆张拉机、承压油管和油泵,所述锚杆张拉机和所述油泵通过所述承压油管连接,所述锚杆张拉机的移动端与所述锚杆连接,所述锚杆张拉机的固定端抵持所述应力监测装置。
6.根据权利要求5所述的锚杆拉拔试验系统,其特征在于,所述拉拔试验台上远离所述试验面的一端设置有反力钩;
7.根据权利要求6所述的锚杆拉拔试验系统,其特征在于,所述拉拔装置还包括移动式倒链和倒链绞盘,所述锚杆张拉机通过所述移动式倒链和所述倒链绞盘吊设于所述反力钢梁。
8.根据权利要求5所述的锚杆拉拔试验系统,其特征在于,所述应力监测装置包括测力传感器、数据传输线缆、测力采集仪和移动终端,所述测力传感器、所述测力采集仪和所述移动终端通过所述数据传输线缆依次电性连接;
9.根据权利要求8所述的锚杆拉拔试验系统,其特征在于,所述应力监测装置还包括测力垫片和锚杆托盘,所述测力垫片位于所述测力传感器与所述试验面之间,所述锚杆托盘位于所述测力传感器背离所述试验面的一侧,所述锚杆张拉机的固定端抵持所述锚杆托盘。
10.一种锚杆拉拔试验方法,其特征在于,应用于权利要求1-9中任一项所述的锚杆拉拔试验系统,所述锚杆拉拔试验方法包括: