CN112816348A - 多联微观npr锚杆霍普金森抗拉试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置及试验方法，试验装置包括支撑工作台，支撑工作台上设有发射管和缓冲装置，发射管用于发射撞击杆，实验装置还包括输入杆、活动连接部、固定连接部、锚杆试样；输入杆与发射管同轴设置，撞击杆沿轴向撞击输入杆；活动连接部设置与输入杆与缓冲装置之间，活动连接部沿轴向滑动设置在支撑工作台上；固定连接部固定在支撑工作台上；锚杆试样的一端固定在固定连接部上，锚杆试样的另一端固定在活动连接部上；锚杆试样与输入杆平行，输入杆设置于发射管与活动连接部之间，活动连接部位于固定连接部与缓冲装置之间。该试验装置实现了多个微观NPR锚杆在高应变率条件下的动态力学特性试验。

Description

多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置及试验方法

技术领域

本发明属于锚杆力学性能研究技术领域，具体涉及多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置及试验方法。

背景技术

锚杆支护作为一种行之有效的支护方式，已广泛应用于矿井支护过程中。随着开采深度和安全要求的不断提高，尤其深井煤矿冲击地压的愈发频繁，基于传统泊松比材料制造的锚杆已无法满足深部软岩大变形灾害支护与控制的要求。为应对矿山开采岩体力学的本构关系不能用于既定的工程设计和传统锚杆支护难以满足在冲击大变形条件下的灾害控制需求的双重挑战，何满潮院士基于恒阻大变形材料防冲控制理念研发出一种新型能量吸收锚杆支护材料，称为微观NPR锚杆新材料(Negative Poisson’s Ratio，简称NPR)，比传统材料具有更加优异的力学性能。

力学性能试验方法根据加载条件的不同，即应变率的范围，可分为静态、准静态、中等应变率和高应变率加载四类。对微观NPR锚杆的力学性能研究实验已有大量的室内外静力拉伸试验、落锤冲击试验和现场试验，但多属于静态、准静态、中等应变率三类，缺乏对微观NPR锚杆在高应变率下的动态力学特性研究。与静态和准静态不同，结构和惯性效应将主要影响冲击荷载作用下材料的动态响应特性，即在动态冲击作用下，微观NPR锚杆能否呈现出由结构变形导致的负泊松比效应仍是未知。也即目前没有针对多联微观NPR锚杆在高应变率下的动态力学特性的试验装置。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置及试验方法，以至少解决目前没有针对多联微观NPR锚杆在高应变率下的动态力学特性的试验装置的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置，所述试验装置包括支撑工作台，所述支撑工作台上设有发射管和缓冲装置，所述发射管用于发射撞击杆，所述实验装置还包括：

输入杆，所述输入杆滑动设置在所述支撑工作台上，所述输入杆与所述发射管同轴相邻设置，所述撞击杆沿所述输入杆的轴向撞击所述输入杆，用于使所述输入杆沿轴向运动；

活动连接部，所述活动连接部设置与所述输入杆与所述缓冲装置之间，所述活动连接部沿所述输入杆轴向滑动设置在所述支撑工作台上；

固定连接部，所述固定连接部固定在所述支撑工作台上；

锚杆试样，所述锚杆试样的一端固定在固定连接部上，所述锚杆试样的另一端固定在活动连接部上，所述输入杆远离所述发射管的一端与所述活动连接部抵接，用于将所述撞击杆的冲击力传递给所述锚杆试样；

所述锚杆试样在所述输入杆的轴向方向与所述输入杆相互重叠设置，所述锚杆试样的轴线与所述输入杆的轴线相互平行，所述输入杆设置于所述发射管与所述活动连接部之间，所述活动连接部位于所述固定连接部与所述缓冲装置之间；

测力元件，所述测力元件设置于所述活动连接部上，所述测力元件用于检测所述输入杆对所述活动连接部的冲击作用力。

如上所述的多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置，优选地，所述固定连接部包括：

试样固定座，所述试样固定座上设有避让空间和第二导向孔，所述避让空间用于供所述输入杆穿过，所述第二导向孔用于供所述锚杆试样穿过；

第二紧固件，所述锚杆试样穿过所述第二导向孔的一端与所述第二紧固件固定连接，所述第二紧固件与所述试样固定座挡止配合。

如上所述的多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置，优选地，所述试样固定座的竖向截面为U型，U型中部的空间用于形成避让空间，U型的两边上均设置有第二导向孔。

如上所述的多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置，优选地，所述试样固定座上开设有避让孔，所述避让孔用于形成所述避让空间，所述避让孔与所述输入杆同轴设置，所述避让孔的内径大于等于所述输入杆的外径。

如上所述的多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置，优选地，所述活动连接部包括：

冲击导向板，所述冲击导向板上设有所述测力元件和第一导向孔，所述第一导向孔用于供所述锚杆试样的一端穿过，由同一根所述锚杆试样穿过的所述第一导向孔与所述第二导向孔同轴设置；

第一紧固件，所述第一紧固件与锚固试样穿过第一导向孔的一端固定连接，所述第二紧固件与所述冲击导向板挡止配合。

如上所述的多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置，优选地，所述第二紧固件为螺母，所述第二紧固件与所述锚杆试样的一端螺纹连接；所述第一紧固件为螺母，所述第一紧固件与所述锚杆试样的一端螺纹连接。

如上所述的多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置，优选地，所述冲击导向板上设有冲击承载板，所述冲击承载板设置在所述冲击导向板上朝向输入杆的一侧，所述冲击承载板与所述输入杆同轴设置，所述冲击承载盘用于承受所述输入杆的冲击作用力，所述侧力元件设置与所述冲击承载板上；

优选的，所述冲击承载板为圆盘状，且所述冲击承载板通过螺钉与所述冲击导向板连接为一体；

优选的，所述测力元件为压力传感器。

如上所述的多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置，优选地，在所述支撑工作台上设有滑轨，所述滑轨沿所述输入杆的轴线方向设置，所述冲击导向板底部设有滑槽，所述滑轨滑动连接于所述滑槽内；

优选的，所述滑轨和所述滑槽的横截面为凸字型或燕尾槽型。

如上所述的多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置，优选地，所述试验装置还包括并排设置的多个输入杆固定架，所述输入杆固定架上设有第三导向孔，所述输入杆穿过多个所述第三导向孔，所述第三导向孔用于支撑所述输入杆，并使所述输入杆沿轴向导向运动。

本申请还提供一种多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验方法，所述试验方法使用的为如上任一所述的多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置，所述试验方法包括以下步骤：

步骤S1，确保试验装置放置位置以及周边环境安全，确保操作安全可靠；

步骤S2，对试验装置中各组件的接触部分涂抹黄油进行润滑，用以消除摩擦效应；

步骤S3，将输入杆固定架、试样固定座、冲击导向板和吸收装置固定在支撑工作台上；

步骤S4，将输入杆固定在输入杆固定架的第三导向孔内；

步骤S5，先将锚杆试样***试样固定座的第二导向孔和冲击导向板的第一导向孔内，再将第一连接螺母和第二连接螺母分别对应旋拧于锚杆试样的第一端和第二端上，并使第一连接螺母与冲击导向板形成第一挡止配合，第二连接螺母与试样固定座形成第二挡止配合，最后将输入杆的一端部抵接于冲击导向板的冲击承载盘上；

步骤S6，确保试验装置的各个连接处连接牢固；

步骤S7，启动发射管进行试验，并记录试验数据。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：

本发明将锚杆试样的两端分别与试样固定座和冲击导向板连接，通过输入杆对冲击导向板的冲击作用使冲击导向板沿输入杆的轴线方向移动，实现了多个微观NPR锚杆在高应变率条件下的动态力学特性试验。

本发明中可以在试样固定座与冲击导向板上固定多个锚杆试样，多个锚杆试样均布在输入杆的两侧，使得各个锚杆试样的受力拉伸情况相同，满足锚杆试件应力均匀分布(动态平衡)假定；同时输入杆、避让孔和冲击承载盘的同轴设置，使得输入杆对冲击承载盘的冲击作用力均匀的作用在每个锚杆试样上，满足一维应力波假定。

本发明在试样固定座上设有避让空间，实现了输入杆端部与冲击承载盘的抵接，同时也减小了试验装置的体积，提高了试验装置的适用性。

本发明在试样固定座和冲击导向板上同轴设有一一对应的第二导向孔和第一导向孔，第一导向孔和第二导向孔实现了锚杆试样的支撑与导向，同时满足初始状态和运动状态同轴；锚杆试样的两端分别螺纹连接有第一连接螺母和第二连接螺母，通过第一连接螺母和第二连接螺母与试样固定座和冲击导向板的挡止配合，实现了锚杆试样的快速安装固定与拆卸。

本发明在冲击导向板上可拆卸连接有冲击承载板，压力传感器设置于冲击承载板内，使得安装更换冲击承载板和压力传感器是安全快捷。

本发明中冲击承载板与支撑工作台通过滑轨与滑槽滑动连接，滑轨与滑槽的横截面均为凸字型或燕尾槽型，具有结构简单，移动平稳的优点。

本发明中的冲击导向架和试样固定座采用高强度铸钢材料，保证冲击过程中***的稳定性。

本发明的试验装置具有操作方便、装卸便捷，稳定性好的优点。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为本发明实施例的主视图；

图2为本发明实施例的俯视图；

图3为本发明实施例的试样固定座的主视图；

图4为图3中的A-A视图；

图5为本发明实施例的冲击导向板的主视图；

图6为图5中的B-B视图；

图7为本发明实施例的输入杆固定架的主视图。

图中：1、支撑工作台；11、滑轨；2、输入杆；3、锚杆试样；4、活动连接部；41、冲击导向板；411、第一导向孔；412、滑槽；42、第一紧固件；43、冲击承载板；5、固定连接部；51、试样固定座；511、避让空间；512、第二导向孔；52、第二紧固件；6发射管、；7、缓冲装置；8、输入杆固定架；81、上固定架；82、下固定架；83、第三导向孔。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“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；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1至图6所示，根据本发明的实施例，提供了一种多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置，该试验装置用于对多联微观NPR锚杆进行高应变率条件下的拉伸试验，解决动态冲击作用下多联微观NPR锚杆能否呈现出由结构变形导致的负泊松比效应的问题。

本发明中的多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置利用的是分离式霍普金森压杆(SHPB)试验技术。分离式霍普金森压杆(SHPB)试验技术是冲击动力学领域中研究材料动态力学性能最基本的手段，可实测材料在冲击加载条件下的动态应力应变曲线，研究材料的高应变率行为。冲击动力学中的两个基本效应为惯性(应力波)效应和应变率效应，而分离式霍普金森压杆实验技术的基础理论正是涉及高应变率实验中的惯性效应(应力波理论)和应变率效应(材料动力学)，且两者是相互耦合作用的。分离式霍普金森压杆实验技术研究材料包括金属、复合材料、岩石、混凝土等。

试验装置包括支撑工作台1、输入杆2、锚杆试样3、活动连接部4和固定连接部5；支撑工作台1上设有发射管6和缓冲装置7，发射管6用于发射撞击杆(图中未示出撞击杆)，撞击杆可沿输入杆2轴向撞击输入杆2。输入杆2滑动设置在支撑工作台1上，输入杆2与发射管6同轴相邻设置，撞击杆沿输入杆2的轴向撞击输入杆2，用于使输入杆2沿轴向运动；活动连接部4设置于输入杆2与缓冲装置7之间，活动连接部4沿输入杆2轴向滑动设置在支撑工作台1上；固定连接部5固定在支撑工作台1上；锚杆试样3的一端固定在固定连接部5上，锚杆试样3的另一端固定在活动连接部4上，输入杆2远离发射管6的一端与活动连接部4抵接，用于将撞击杆的冲击力通过活动连接部4传递给锚杆试样3；锚杆试样3在输入杆2的轴向方向与输入杆2相互重叠设置，锚杆试样3的轴线与输入杆2的轴线相互平行，输入杆2设置于发射管与活动连接部4之间，活动连接部4位于固定连接部5与缓冲装置7之间；该实验装置还包括测力元件，测力元件设置于活动连接部上，测力元件用于检测输入杆对活动连接部的冲击作用力。

在本发明的具体实施例中，偶数个锚杆试样3均布于输入杆2的两侧，锚杆试样3的一端与固定设置在支撑工作台1上的固定连接部5连接，锚杆试样3的另一端与活动连接部4连接，活动连接部4与支撑工作台1沿输入杆2的轴线方向滑动连接，可沿自身轴线移动的输入杆2穿过固定连接部5的避让空间后与活动连接部4抵接；通过发射管6向输入杆2射出高速移动的撞击杆来撞击输入杆2，使得输入杆2沿自身轴线方向移动并冲击活动连接部4，活动连接部4在冲击载荷的作用下带动多联锚杆试样3沿输入杆2的轴线方向移动，而与锚杆试样3连接的固定连接部5对锚杆试样3的轴向移动产生阻碍；通过活动连接部4对锚杆试样3的驱动作用和固定连接部5对锚杆试样3的阻碍作用实现多联锚杆试样3的拉伸试验，以得到微观NPR锚杆在高应变率条件下的拉伸力学特性。

进一步的，固定连接部5包括试样固定座51和第二紧固件52；试样固定座51固定设置在支撑工作台1上，试样固定座51上设有避让空间511和第二导向孔512，避让空间511用于供输入杆2穿过，第二导向孔512用于供锚杆试样3穿过。偶数个第二导向孔512对称设置于第一水平面和第一竖直面的两侧，第二导向孔512用于对锚杆试样3进行支撑和导向；避让空间511对称设置于第一竖直面的两侧，避让空间511用于输入杆2穿过试样固定座51而与活动连接部4抵接。锚杆试样3均布在输入杆2的两侧，使得试验时各个锚杆试样3的受力拉伸情况相同，以满足锚杆试样3应力均匀分布(动态平衡)的假定。锚杆试样3一一对应滑动连接于第二导向孔512中，锚杆试样3的一端伸出第二导向孔512并与第二紧固件52连接，第二紧固件52与试样固定座51形成挡止配合，以阻碍锚杆试样3沿输入杆2的轴线方向的移动。通过第二紧固件52与试样固定座51的挡止配合，实现锚杆试样3的一端与固定连接部5的连接固定。

在本发明的具体实施例中，第二紧固件52为第二连接螺母，锚杆试样3的端部设置有外螺纹段，第二紧固件52与锚杆试样3螺纹连接，从而便于锚杆试样3的拆装。

进一步的，活动连接部4包括冲击导向板41和第一紧固件42；冲击导向板41与支撑工作台1沿输入杆2的轴线方向滑动连接，并位于试样固定座51与缓冲装置7之间；冲击导向板41上设有测力元件和第一导向孔411，第一导向孔411用于供锚杆试样3的一端穿过，由同一根锚杆试样3穿过的第一导向孔411与第二导向孔512同轴设置；第一导向孔411用于对锚杆试样3进行支撑和导向。锚杆试样3一一对应滑动连接于第一导向孔411中，锚杆试样3的一端伸出第一导向孔411并与第一紧固件42固定连接，第一紧固件42与冲击导向板41形成第一挡止配合，以通过冲击导向板41的移动驱动锚杆试样3沿输入杆2的轴线方向移动。通过第一紧固件42与冲击导向板41的第一挡止配合，实现锚杆试样3的第一端与固定连接部4的连接固定。

在本发明的具体实施例中，第一紧固件42为第一连接螺母，锚杆试样3的端部设置有外螺纹段，第一紧固件42与锚杆试样3螺纹连接，从而便于锚杆试样3的拆装。

进一步的，冲击导向板41朝向输入杆2的一侧可拆卸连接有冲击承载板43，冲击承载板43用于放置测力元件，即测力元件设置于冲击承载板43内；通过冲击承载板43与冲击导向板41的可拆卸连接，实现冲击承载板43的更换。

测力元件为压力传感器。压力传感器的型号为YFF石英压电力传感器，压力传感器安装在冲击承载板43的中心，压力传感器用于测量输入杆2的冲击力，也即压力传感器用于测量锚杆试样所受到的冲击力。

在本发明的具体实施例中，冲击承载板43为圆盘状，冲击承载板43与输入杆2同轴设置，冲击承载板43长度50mm，外径200mm，质量9.24kg，密度7800kg/m³，屈服极限600MPa，弹性波速5977m/s。冲击承载板43通过螺钉与冲击导向板41连接为一体。通过冲击承载板43与冲击导向板41的螺钉连接，实现冲击承载板43的快速安全的更换。冲击导向板41上设有安装槽，安装槽与输入杆2同轴设置，冲击承载板43安装于安装槽内，以使冲击导向板41的一侧面与冲击承载板43的一侧面共面。通过冲击承载板43与冲击导向板41的共面设置，实现冲击载荷的全部传递。

进一步的，在支撑工作台1上设有滑轨11，滑轨11沿输入杆2的轴线方向设置，冲击导向板41底部设有滑槽412，滑轨11滑动连接于滑槽412内；优选的，滑轨11和滑槽412的横截面为凸字型或燕尾槽型。通过滑轨11和滑槽412的设置，实现冲击导向板41与支撑工作台1的滑动连接，且凸字型或燕尾槽型具有稳定性好，滑轨11和滑槽412不易脱离的优点。

进一步的，在本实施例中，试样固定座51的竖向截面为U型，U型中部的空间用于形成避让空间511，U型的两边上均设置有第二导向孔512，在试样固定座51的两个U型边上各设置有三个第二导向孔512，试样固定座51的两个U型边上的第二导向孔对称设置，以保证固定在试样固定座51两边的锚固试样受力相同。在其他实施例中，试样固定座51上开设有避让孔，避让孔用于形成避让空间511，避让孔与输入杆2同轴设置，避让孔的内径大于等于输入杆2的外径，如此设置能够保证试样固定座51具有更好的结构强度，以使使用固定座51能够承受更大的外力作用。

在本实施例中，试样固定座51上的第二导向孔512的数量为偶数个，在其他实施例中，试样固定座51上的第二导向孔512的数量也可以为奇数个，此时，试样固定座51的两个U型边上第二导向孔512的数量不相同。

进一步的，支撑工作台1上还设有至少两个输入杆固定架8，输入杆固定架8包括上固定架81和下固定架82，上固定架81的左右两侧设有第一连接通孔，下固定架82的左右两侧设有第一螺纹孔，在第一连接通孔和第一螺纹孔内设置有使上固定架81和下固定架82连接为一体的连接螺栓；上固定架81的底部设置有上半圆孔，下固定架82的顶部设置有下半圆孔，上半圆孔与下半圆孔组成输入杆固定架8的第三导向孔83；输入杆固定架8由可拆卸连接的上固定架81和下固定架82组成，便于将输入杆固定于输入杆固定架8的第三导向孔83内。通过输入杆2与第三导向孔83的滑动连接，实现输入杆2的轴向移动。

进一步的，输入杆固定架8、冲击导向板41、冲击承载板43、试样固定座51、第一连接螺母和第二连接螺母均为高强度铸钢材料，应变率相差不大，满足均匀性要求。发射管6、输入杆固定架8、试样固定座51和缓冲装置7均通过高强度螺栓固定于支撑工作台1上。

发射管6和缓冲装置7均为现有技术；比如发射管6固定设置于支撑工作台1的一端，缓冲装置7固定设置于支撑工作台1的另一端，发射管6可同轴发射高速运动的撞击杆(图中未示出)。在本实施例中，撞击杆的长度为150mm，外径75mm，质量51.6kg，屈服极限为835MPa，弹性波速为7565m/s，密度7800kg/m³；在不同气源压强作用下可撞击杆可获得不同的冲击速度和冲击能量，以为锚杆试样3的拉伸试验提供不同的高应变率条件。缓冲装置7用于吸收冲击导向板41的动能，阻碍冲击导向板41和锚杆试样3的继续移动，提高试验安全；缓冲装置7有时也叫“吸收装置”和“吸能器”。

本申请中的多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置在使用时，由发射管6发射撞击杆，撞击杆沿轴向撞击输入杆2，输入杆2顶推冲击承载板43，使输入杆2收到的冲击载荷传递给活动连接部4，活动连接部4带动锚杆试样3的右端向右位移，锚杆试样3在冲击载荷作用下被拉长。

本申请还提供了一种多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验方法，该试验方法使用的为上述多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置，试验方法包括以下步骤：

步骤S1，确保试验装置放置位置以及周边环境安全，确保操作安全可靠。

步骤S2，对试验装置中各组件的接触部分涂抹黄油进行润滑，用以消除摩擦效应；具体的，黄油的涂抹位置包括：输入杆2和输入杆固定架8的接触部位，锚杆试样3与冲击导向板41和试样固定座51的接触部位，冲击导向板41与支撑工作台1的接触部位。

步骤S3，将发射管6、输入杆固定架8、试样固定座51、冲击导向板41和吸收装置7固定在支撑工作台上。

步骤S4，将输入杆2固定在输入杆固定架8的第三导向孔内。

步骤S5，先将锚杆试样3***试样固定座51的第二导向孔512和冲击导向板41的第一导向孔411内，再将第一连接螺母和第二连接螺母分别对应旋拧于锚杆试样3的第一端和第二端上，并使第一连接螺母与冲击导向板41形成第一挡止配合，第二连接螺母与试样固定座51形成第二挡止配合，最后将输入杆2的一端部抵接于冲击导向板41的冲击承载盘43上。

步骤S6，确保试验装置的各个连接处连接牢固。

步骤S7，启动发射管进行试验，并记录试验数据。

综上所述，本发明提供的一种多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置及方法的技术方案中，本发明中可以在试样固定座与冲击导向板上固定多个锚杆试样，多个锚杆试样均布在输入杆的两侧，使得各个锚杆试样的受力拉伸情况相同，满足锚杆试件应力均匀分布(动态平衡)假定；同时输入杆、避让孔和冲击承载盘的同轴设置，使得输入杆对冲击承载盘的冲击作用力均匀的作用在每个锚杆试样上，满足一维应力波假定。在本发明的试验装置中，将锚杆试样的两端分别与试样固定座和冲击导向板连接，通过输入杆对冲击导向板的冲击作用使冲击导向板沿输入杆的轴线方向移动，实现了多个微观NPR锚杆在高应变率条件下的动态力学特性试验。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

Claims (10)

1.多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置，所述试验装置包括支撑工作台，所述支撑工作台上设有发射管和缓冲装置，所述发射管用于发射撞击杆，其特征在于，所述实验装置还包括：

输入杆，所述输入杆滑动设置在所述支撑工作台上，所述输入杆与所述发射管同轴相邻设置，所述撞击杆沿所述输入杆的轴向撞击所述输入杆，用于使所述输入杆沿轴向运动；

活动连接部，所述活动连接部设置与所述输入杆与所述缓冲装置之间，所述活动连接部沿所述输入杆轴向滑动设置在所述支撑工作台上；

固定连接部，所述固定连接部固定在所述支撑工作台上；

锚杆试样，所述锚杆试样的一端固定在固定连接部上，所述锚杆试样的另一端固定在活动连接部上，所述输入杆远离所述发射管的一端与所述活动连接部抵接，用于将所述撞击杆的冲击力传递给所述锚杆试样；

所述锚杆试样在所述输入杆的轴向方向与所述输入杆相互重叠设置，所述锚杆试样的轴线与所述输入杆的轴线相互平行，所述输入杆设置于所述发射管与所述活动连接部之间，所述活动连接部位于所述固定连接部与所述缓冲装置之间；

测力元件，所述测力元件设置于所述活动连接部上，所述测力元件用于检测所述输入杆对所述活动连接部的冲击作用力。

2.如权利要求1所述的多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置，其特征在于，所述固定连接部包括：

试样固定座，所述试样固定座上设有避让空间和第二导向孔，所述避让空间用于供所述输入杆穿过，所述第二导向孔用于供所述锚杆试样穿过；

第二紧固件，所述锚杆试样穿过所述第二导向孔的一端与所述第二紧固件固定连接，所述第二紧固件与所述试样固定座挡止配合。

3.如权利要求2所述的多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置，其特征在于，所述试样固定座的竖向截面为U型，U型中部的空间用于形成避让空间，U型的两边上均设置有第二导向孔。

4.如权利要求2所述的多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置，其特征在于，所述试样固定座上开设有避让孔，所述避让孔用于形成所述避让空间，所述避让孔与所述输入杆同轴设置，所述避让孔的内径大于等于所述输入杆的外径。

5.如权利要求2所述的多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置，其特征在于，所述活动连接部包括：

冲击导向板，所述冲击导向板上设有所述测力元件和第一导向孔，所述第一导向孔用于供所述锚杆试样的一端穿过，由同一根所述锚杆试样穿过的所述第一导向孔与所述第二导向孔同轴设置；

第一紧固件，所述第一紧固件与锚固试样穿过第一导向孔的一端固定连接，所述第二紧固件与所述冲击导向板挡止配合。

6.如权利要求5所述的多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置，其特征在于，所述第二紧固件为螺母，所述第二紧固件与所述锚杆试样的一端螺纹连接；所述第一紧固件为螺母，所述第一紧固件与所述锚杆试样的一端螺纹连接。

7.如权利要求5所述的多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置，其特征在于，所述冲击导向板上设有冲击承载板，所述冲击承载板设置在所述冲击导向板上朝向输入杆的一侧，所述冲击承载板与所述输入杆同轴设置，所述冲击承载盘用于承受所述输入杆的冲击作用力，所述侧力元件设置与所述冲击承载板上；

优选的，所述冲击承载板为圆盘状，且所述冲击承载板通过螺钉与所述冲击导向板连接为一体；

优选的，所述测力元件为压力传感器。

8.如权利要求7所述的多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置，其特征在于，在所述支撑工作台上设有滑轨，所述滑轨沿所述输入杆的轴线方向设置，所述冲击导向板底部设有滑槽，所述滑轨滑动连接于所述滑槽内；

优选的，所述滑轨和所述滑槽的横截面为凸字型或燕尾槽型。

9.如权利要求1-8任一所述的多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置，其特征在于，所述试验装置还包括并排设置的多个输入杆固定架，所述输入杆固定架上设有第三导向孔，所述输入杆穿过多个所述第三导向孔，所述第三导向孔用于支撑所述输入杆，并使所述输入杆沿轴向导向运动。

10.一种多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验方法，其特征在于，所述试验方法使用的为权利要求1-9任一所述的多联微观NPR锚杆霍普金森抗拉试验装置，所述试验方法包括以下步骤：

步骤S1，确保试验装置放置位置以及周边环境安全，确保操作安全可靠；

步骤S2，对试验装置中各组件的接触部分涂抹黄油进行润滑，用以消除摩擦效应；

步骤S3，将输入杆固定架、试样固定座、冲击导向板和吸收装置固定在支撑工作台上；

步骤S4，将输入杆固定在输入杆固定架的第三导向孔内；

步骤S5，先将锚杆试样***试样固定座的第二导向孔和冲击导向板的第一导向孔内，再将第一连接螺母和第二连接螺母分别对应旋拧于锚杆试样的第一端和第二端上，并使第一连接螺母与冲击导向板形成第一挡止配合，第二连接螺母与试样固定座形成第二挡止配合，最后将输入杆的一端部抵接于冲击导向板的冲击承载盘上；

步骤S6，确保试验装置的各个连接处连接牢固；

步骤S7，启动发射管进行试验，并记录试验数据。

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