一种锚杆吸能能力的测试装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种锚杆吸能能力的测试装置。本实用新型的目的是旨在通过测试锚杆在冲击荷载作用下的变形量，评价锚杆的吸能能力，为岩爆条件下的支护设计提供依据。本实用新型的技术方案是：该测试装置包括钢管、内置应变片的应变片保护盒、锚杆垫板、螺母、测试线和变形采集仪；被测锚杆上端固定于基础构筑物上、杆体竖直下垂，被测锚杆的杆体上布设若干个应变片保护盒；钢管同轴套在被测锚杆外面，钢管上端同样与基础构筑物固定连接，被测锚杆与钢管间的缝隙由水泥浆充填；被测锚杆和钢管的下端通过螺母固定水平的锚杆垫板；在钢管外侧对称地布置冲击锤，与应变片连接的测试线从测试装置的底部引出并与外部的变形采集仪电连接。
【专利说明】
一种锚杆吸能能力的测试装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种锚杆吸能能力的测试装置。属于地下工程领域。
【背景技术】
[0002]在高应力条件下，围岩易发生岩爆，对开挖面的岩体形成冲击性破坏，极易造成重大的人员、设备损失。岩爆的发生主要是由于岩石中积累的能量突然释放的结果，其基本特征是突然和剧烈。
[0003]在岩爆的认识初期，为了控制岩爆主要是加强支护，比如钢拱架和钢筋混凝土衬砌。这些技术手段在控制轻微岩爆时表现出了良好的效果，但在应对强烈岩爆时，高强度的刚性支护在冲击荷载作用下因为变形能力弱而容易破坏。因此，增加系统的变形适应能力、通过允许围岩发生一定的动态变形消耗动力能量，可以更好地维持支护系统的稳定性，体现出对围岩的支护作用。
[0004]在上述认识的基础上，具有一定的强度、同时具备良好变形能力的柔性支护系统很快在工程实践中得到了应用。与喷层或拉网等表面支护单元相比，锚杆的承载力都相对要高得多，即支护的承载力需要靠锚杆提供。因此，需要控制围岩破坏、保持围岩稳定时，锚杆是绝对不可缺少的支护单元。然而我们知道，岩爆条件下锚杆的支护能力主要体现在吸收能量的能力，但是在地下工程中，使用的锚杆类型众多，锚杆的力学性质也存在很大的变化性，何种锚杆的吸能能力更强，更适用于岩爆条件下的支护，需要开展相关的测试工作。
【发明内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题是:提供一种锚杆吸能能力的测试装置，目的在于通过测试锚杆在冲击荷载作用下的变形量，评价锚杆的吸能能力，为岩爆条件下的支护设计提供依据。
[0006]本实用新型所采用的技术方案是:锚杆吸能能力的测试装置，其特征在于:所述测试装置包括钢管、内置应变片的应变片保护盒、锚杆垫板、螺母、测试线和变形采集仪;被测锚杆上端固定于基础构筑物上、杆体竖直下垂，被测锚杆的杆体上布设若干个应变片保护盒;所述钢管同轴套在被测锚杆外面，钢管上端同样与基础构筑物固定连接，被测锚杆与钢管间的缝隙由水泥浆充填;被测锚杆和钢管的下端通过螺母固定水平的锚杆垫板;在钢管外侧对称地布置冲击锤，与应变片连接的测试线从测试装置的底部引出并与外部的变形采集仪电连接。
[0007]所述被测锚杆直径为22?32mm。所述钢管内径为30?40mm，钢管壁厚10mm，钢管长度应与被测锚杆长度相匹配，优选3?4.5m。
[0008]所述锚杆垫板的直径应满足冲击锤落下时全部落入锚杆垫板的平面内。
[0009]所述冲击锤重量为800?100kg，提升至最大高度为1.5m。
[0010]本实用新型的有益效果是:本测试装置利用冲击锤模拟岩爆冲击，根据积累下的锚杆变形量，获得锚杆的吸能能力。本装置操作简便、计算方法简单、便于对比，可以为岩爆条件下锚杆类型的选择提供依据，保证锚杆的适用性。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]如图1所示，本实施例锚杆吸能能力的测试装置，包括有钢管3、内置应变片的应变片保护盒4、锚杆垫板6、螺母7、测试线9和变形采集仪10。被测锚杆2上端可通过机械固定的方式连接于基础构筑物I上、锚杆杆体竖直下垂，自由端悬空，本例在被测锚杆2的杆体上布设3个应变片保护盒4(内置应变片)。所述钢管3同轴套在被测锚杆2外面，钢管3上端同样与基础构筑物I固定连接(连接方式可通过安装法兰盘等)，被测锚杆2与钢管3间的缝隙用水泥浆5充填。被测锚杆2和钢管3的下端通过螺母7固定一水平的锚杆垫板6，在钢管3外侧对称地布置两个冲击锤8，所述锚杆垫板6的直径应满足冲击锤8落下时全部落入锚杆垫板6的平面内。与应变片连接的测试线9从测试装置的底部(穿过锚杆垫板和螺母)引出并与外部的变形采集仪1电连接。
[0013]考虑到被测锚杆2直径介于22?32mm之间，钢管3的内径大约为30?40mm，钢管壁厚10mm，并保证钢管垂直，钢管长度应与被测锚杆2长度相匹配(钢管略短于被测锚杆，便于安装销杆垫板和螺母)，一般为3?4.5m。
[0014]用本装置进行测试的方法如下:
[0015]1、按图1所示安装好测试装置，利用钢管3模拟围岩中的钻孔，保证钢管和被测锚杆2均垂直。
[0016]2、在被测锚杆2的杆体上布设应变片，并放置于应变片保护盒4中，建议布置2?3处，随后插入到钢管3中，底部用锚杆垫板6和螺母7固定;将应变片的测试线9装置的从底部引出，并向钢管3中注入水泥浆5，并保证水泥浆强度。
[0017]3、在钢管3外侧对称布置两个冲击锤8，重量大约为800?1000kg，建议提升最大高度为1.5m，大约相当于12?15KJ的冲击能量。
[0018]4、分别提升冲击锤8到0.8mU.0ma.2ma.5m高度处，自由落体对锚杆垫板6进行冲击，记录下被测销杆2发生的变形量。
[0019]5、以变形为横坐标，以荷载为纵轴，两者包围形成的面积(即变形X荷载)代表锚杆的吸能能力。
【主权项】
1.一种锚杆吸能能力的测试装置，其特征在于:所述测试装置包括钢管(3)、内置应变片的应变片保护盒(4)、锚杆垫板(6)、螺母(7)、测试线(9)和变形采集仪(10);被测锚杆(2)上端固定于基础构筑物(I)上、杆体竖直下垂，被测锚杆(2)的杆体上布设若干个应变片保护盒(4);所述钢管(3)同轴套在被测锚杆(2)外面，钢管(3)上端同样与基础构筑物(I)固定连接，被测锚杆(2)与钢管(3)间的缝隙由水泥浆(5)充填;被测锚杆(2)和钢管(3)的下端通过螺母(7)固定水平的锚杆垫板(6);在钢管(3)外侧对称地布置冲击锤(8)，与应变片连接的测试线(9)从测试装置的底部引出并与外部的变形采集仪(10)电连接。2.根据权利要求1所述的锚杆吸能能力的测试装置，其特征在于:所述被测锚杆(2)直径为22?32mm。3.根据权利要求2所述的锚杆吸能能力的测试装置，其特征在于:所述钢管(3)内径为30?40_，钢管壁厚10_，钢管长度与被测锚杆(2)长度相匹配。4.根据权利要求1所述的锚杆吸能能力的测试装置，其特征在于:所述锚杆垫板(6)的直径满足冲击锤(8)落下时全部落入锚杆垫板(6)的平面内。5.根据权利要求4所述的锚杆吸能能力的测试装置，其特征在于:所述冲击锤(8)重量为800?1000kg，提升至最大高度为1.5m。
【文档编号】G01N3/303GK205538144SQ201620006110
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月5日
【发明人】刘宁, 倪绍虎, 房敦敏, 潘文祥
【申请人】中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司