CN113916692A - 一种多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试装置及方法，涉及矿山支护领域。为在一定程度上增强多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试结果的准确性而发明。所述多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试装置，包括立架、多个落锤悬挂升降组件、冲击落锤、和压力传感器，在所述立架顶部设有顶梁，在所述立架形成的空间内设有工字型固定板，在所述工字型固定板上设有多个第一装夹部，在所述锚杆或锚索上、位于所述第一装夹部和所述工字型固定板之间设有所述压力传感器，所述落锤悬挂升降组件的上端连接于所述工字型固定板上，所述落锤悬挂组件的下端连接有所述冲击落锤。适用于多锚杆和/或锚索的抗冲击性能测试。

Description

一种多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试装置及方法

技术领域

本发明涉及矿山支护技术领域。尤其是涉及一种多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试装置及方法。

背景技术

锚杆或锚索支护作为一种经济、高效且能有效保证地下工程安全的支护形式，在我国地下工程建设过程中得到了大范围的推广和应用。随着我国地下工程的迅速发展，在交通隧道和矿山巷道建设过程中，常面临高应力、极软岩、断层破碎带等复杂地质条件，工程灾害如岩爆、软岩大变形、冒顶塌方等，也随之日趋增多，对工程建设和人员生命财产安全造成了巨大的威胁。因此，为保障地下工程的安全建设，对各支护构件的力学性能和变形破坏机制进行深入研究以增强其支护效果是尤为必要的。

现有的锚杆抗冲击性能测试装置，一般在立架顶部设置顶板，将落锤悬挂升降组件挂设在顶板上，仅通过改变冲击落锤的质量，改变向锚杆施加的冲击力，从而测试锚杆支护的抗冲击性，其测试结果的准确性较低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试装置及方法，能够在一定程度上增强多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试结果的准确性。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试装置，包括：立架、落锤悬挂升降组件、冲击落锤、和压力传感器；所述立架为多根立柱围设形成的框架结构，在所述立架的顶部设有顶梁，在所述立架形成的空间内设有工字型固定板，所述工字型固定板的四个端部固定连接于所述立柱上，所述工字型固定板上设有多个第一装夹部，所述第一装夹部用于装夹锚杆或锚索的第一端；所述落锤悬挂升降组件包括多个，多个所述落锤悬挂升降组件并排设于立架形成的空间内，且与上方的所述工字型固定板的主体部对应，所述落锤悬挂升降组件的上端连接于所述工字型固定板上，所述悬挂组件的下端连接有所述冲击落锤，所述冲击落锤对应所述工字型固定板上的第一装夹部设有多个，所述冲击落锤的中心具有通孔；其中，所述落锤悬挂升降组件至少用于带动冲击落锤从预定高度下降以模拟锚杆或锚索在巷道围岩来压时的工况；在所述冲击落锤下方、位于所述立架形成的空间内还设有多根并排设置的横向分配梁，所述横向分配梁的位置与所述落锤悬挂升降组件的位置上下对应，且在所述横向分配梁上设有第二装夹部，所述第二装夹部用于装夹锚杆或锚索的第二端；在所述锚杆或锚索上、位于所述第一装夹部和所述工字型固定板之间设有所述压力传感器，用于监测锚杆或锚索冲击性能测试过程中受到的冲击力。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述立柱为工字形钢，包括腹板及两侧的翼板，所述立柱的腹板上从上到下纵向设有多个处于不同高度位置的第一安装孔，所述立柱的翼板上从上到下纵向设有多个处于不同高度位置的第二安装孔；所述工字型固定板的四个端部分别设有第三安装孔，所述工字型固定板端部贴在所述立柱的一侧的翼板上，用连接件穿过所述第二安装孔与第三安装孔固定连接；在所述立架上、位于所述顶梁下方还设有对应的中部横梁，所述中部横梁上沿长度方向设有至少一排间隔设置的第四安装孔，所述中部横梁两端还设有第五安装孔，所述中部横梁的两端贴在所述立柱的腹板上，用连接件穿过所述第一安装孔与第五安装孔固定连接；所述横向分配梁的两端设有第六安装孔，所述横向分配梁的两端分别平贴于所述中部横梁上，用连接件穿过所述第四安装孔与第六安装孔连接。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述中部横梁包括第一工字梁及第二工字梁，所述第一工字梁与第二工字梁的腹板平行间隔设置，在所述第一工字梁的腹板与第二工字梁的腹板之间设有多根间隔布设的支撑肋板，所述支撑肋板的第一端连接于所述第一工字梁的腹板上，所述支撑肋板的第二端连接于所述第二工字梁的腹板上，所述第四安装孔设于所述第一工字梁及第二工字梁的腹板上，所述第五安装孔设于第一工字梁及第二工字梁的两端翼板上；所述横向分配梁由双腹板工字钢组成，所述横向分配梁的腹板两侧设有加强肋板，所述第四安装孔设于所述横向分配梁的两端翼板上。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，在所述第一工字梁的腹板的上表面还设有起吊部。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述落锤悬挂升降组件包括钢丝绳、第一挂钩、第二挂钩和电磁吸盘；所述钢丝绳一端缠绕在所述第一挂钩上，另一端缠绕在所述第二挂钩上；所述第一挂钩挂设在所述工字型固定板上，所述第二挂钩挂设在所述电磁吸盘上；所述电磁吸盘用于通电产生磁场，与所述冲击落锤接触时吸附所述冲击落锤。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，在所述立架的一侧及底部还设有半包围式反力支撑件，所述反力支撑件为L形结构，包括反力座及立设于反力座一端的反力墙，所述反力墙设于所述立架的一侧，在所述反力墙与立架的侧部之间设有支撑横梁，所述支撑横梁的第一端连接于所述立架一侧的立柱上，所述支撑横梁的第二端通过支撑座固定于所述反力墙上；所述立架的底部固定连接于所述反力座上。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述立架的底部设有底座，所述立架的底部通过所述底座固定连接于所述反力座上，所述底座的横截面呈十字型，由双腹板工字钢组成，所述底座的腹板两侧设有加强肋板；所述立柱与所述底座的连接处设有加强肋板。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述支撑横梁是腹部焊有加劲肋的槽钢，槽钢上、下底面焊接钢板，钢板上开有三个螺栓孔，所述支撑横梁第一端通过螺栓与所述立柱相连，所述支撑横梁第二端通过螺栓与所述支撑座相连。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述反力墙及反力座上阵列设有第七安装孔，所述底座上沿所述立柱长度方向贯穿设有第八安装孔，所述底座通过连接件穿过所述第七安装孔与所述反力座上的第八安装孔固定连接；所述支撑横梁的两个端部分别设有第九安装孔和第十安装孔，所述支撑横梁的一端平贴于所述反力墙上，用连接件依次穿过所述反力墙上的第七安装孔及所述第九安装孔固定连接；所述支撑横梁的另一端平贴于所述立柱的腹板上，用连接件依次穿过所述第一安装孔与所述第十安装孔固定连接。

第二方面，本发明实施例提供一种多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试方法，采用第一方面任一所述的测试装置，包括步骤：同时将至少两个的锚杆分别用第一装夹部和第二装夹部固定于框架结构围成的空间内，以模仿锚杆丛在巷道围岩中的锚固状态；利用所述落锤悬挂升降组件动态调整所述冲击落锤所处的高度，以模拟巷道围岩中的来压；利用改变冲击落锤质量对所述锚杆丛冲击，以模拟巷道中锚杆丛受到的来压环境；利用压力传感器对所述锚杆丛所受的冲击压力进行监测，并将监测到的压力数据输出以分析所述锚杆丛受冲击的力学性能。

本发明实施例提供的一种多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试装置及方法，通过工字型固定板上的第一装夹部和横向分配梁上的第二装夹部固定多根锚杆或者锚索来模拟锚杆丛或者锚索丛在巷道围岩中的锚固状态，通过调整工字型固定板或者中部横梁在立柱上的位置来调整冲击落锤与横向分配梁之间的冲击高度，通过压力传感器监控并输出不同冲击高度的冲击落锤对锚杆丛或者锚索丛产生的冲击压力，由此，能够在一定程度上增强多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明一实施例一种多锚杆和/或多锚索协同抗冲击性能测试装置的结构示意图；

图2为图1所述一种多锚杆和/或多锚索协同抗冲击性能测试装置的结构示意图的落锤悬挂升降组件的结构示意图；

图3为图1所述一种多锚杆和/或多锚索协同抗冲击性能测试装置的结构示意图的第二夹持部的结构示意图；

图4为本发明一实施例一种多锚杆和/或多锚索协同抗冲击性能测试方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参看图1至图3所示，本发明实施例提供的一种多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试装置，包括：立架1、落锤悬挂升降组件2、冲击落锤3、和压力传感器；所述立架1为多根立柱围设形成的框架结构，在所述立架1的顶部设有顶梁4，在所述立架1形成的空间内设有工字型固定板5，所述工字型固定板5的四个端部固定连接于所述立柱上，所述工字型固定板5上设有多个第一装夹部6，所述第一装夹部6用于装夹锚杆或锚索的第一端；所述落锤悬挂升降组件2包括多个，多个所述落锤悬挂升降组件2并排设于立架1形成的空间内，且与上方的所述工字型固定板5的主体部对应，所述落锤悬挂升降组件2的上端连接于所述工字型固定板5上，所述悬挂组件的下端连接有所述冲击落锤3，所述冲击落锤3对应所述工字型固定板5上的第一装夹部6设有多个，所述冲击落锤3的中心具有通孔；其中，所述落锤悬挂升降组件2至少用于带动冲击落锤3从预定高度下降以模拟锚杆或锚索在巷道围岩来压时的工况；在所述冲击落锤3下方、位于所述立架1形成的空间内还设有多根并排设置的横向分配梁7，所述横向分配梁7的位置与所述落锤悬挂升降组件2的位置上下对应，且在所述横向分配梁7上设有第二装夹部8，所述第二装夹部8用于装夹锚杆或锚索的第二端；在所述锚杆或锚索上、位于所述第一装夹部6和所述工字型固定板5之间设有所述压力传感器，用于监测锚杆或锚索冲击性能测试过程中受到的冲击力。

顶梁4有两个槽钢在腹部焊接加劲肋构成，其中，加劲肋可以是T字形加劲肋。

第一装夹部6和第二装夹部8上分别设有通孔，孔壁上设有内螺纹。锚杆穿过通孔，第一装夹部6通过螺纹连接将锚杆固定，以模拟巷道中锚杆或者锚索在预应力状态下的受力性能。

压力传感器与上位机相连接，能够监测锚杆或者锚索受到的冲击压力，并将所监测到的压力数据输出至上位机以分析锚杆或者锚索的抗冲击性能。

本发明实施例提供的一种多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试装置，通过工字型固定板5上的第一装夹部6和横向分配梁7上的第二装夹部8固定多根锚杆或者锚索来模拟锚杆丛或者锚索丛在巷道围岩中的锚固状态，通过调整工字型固定板5或者中部横梁在立柱上的位置来调整冲击落锤3与横向分配梁7之间的冲击高度，通过压力传感器监控并输出不同冲击高度的冲击落锤3对锚杆丛或者锚索丛产生的冲击压力，由此，能够在一定程度上增强测试结果的准确性。

在一实施例中，为了便于调整向锚杆施加的冲击力，所述立柱为工字形钢，包括腹板及两侧的翼板，所述立柱的腹板上从上到下纵向设有多个处于不同高度位置的第一安装孔9，所述立柱的翼板上从上到下纵向设有多个处于不同高度位置的第二安装孔10；所述工字型固定板5的四个端部分别设有第三安装孔11，所述工字型固定板5端部贴在所述立柱的一侧的翼板上，用连接件穿过所述第二安装孔10与第三安装孔11固定连接；在所述立架1上、位于所述顶梁4下方还设有对应的中部横梁12，所述中部横梁12上沿长度方向设有至少一排间隔设置的第四安装孔13，所述中部横梁12两端还设有第五安装孔，所述中部横梁12的两端贴在所述立柱的腹板上，用连接件穿过所述第一安装孔9与第五安装孔固定连接；所述横向分配梁7的两端设有第六安装孔，所述横向分配梁7的两端分别平贴于所述中部横梁12上，用连接件穿过所述第四安装孔13与第六安装孔连接。

冲击落锤3吸附在落锤悬挂升降组件2上，落锤悬挂升降组件2挂设在工字型固定板5的底面上；锚杆端部分别固定在工字型固定板5的第一装夹部6和横向分配梁7的第二装夹部8上。

连接件可以是螺栓，在连接件和安装孔之间可以放置开孔垫片。

冲击落锤3通过多块钢板叠合、固定连接而成。在一些实施方式中，在上述钢板上依次开设有第一孔洞、第二孔洞、第三孔洞、第四孔洞和第五孔洞，在第一孔洞和第二孔洞之间设有螺纹孔，在第四孔洞和第五孔洞之间设有螺纹孔。其中第一孔洞、第二孔洞、第三孔洞、第四孔洞和第五孔洞用于穿设锚杆或者锚索，以模拟巷道围岩中锚杆从或者锚索丛协同抗冲击的工作状态；螺纹孔用于通过螺纹杆和螺母将多块钢板固定连接为冲击落锤3。

具体的，将工字型固定板5端部的第三安装孔11与立柱上不同高度的第二安装孔10通过连接件固定，能够调整落锤悬挂升降组件2的高度，从而调整冲击落锤3与横向分配梁7之间的冲击高度，或者将中部横梁12两端的第五安装孔与立柱上不同高度的第一安装孔9通过连接件固定，能够调整横向分配梁7与冲击落锤3之间的冲击高度。由此，能够更加调整的冲击落锤3向锚杆施加的冲击力的当量更小，从而能够在一定程度上增强测试结果的准确性。

可以理解的是，本实施例提供的测试装置也可以通过调节冲击落锤3的质量来调整冲击落锤3向锚杆施加的冲击力，或者采用调节冲击落锤3的质量、调整工字型固定板5的高度、调节中部横梁12的高度中至少两种方式相组合调整冲击落锤3向锚杆施加的冲击力。这样，可以模拟巷道围岩中的真实来压，对不同长度、不同直径的锚杆丛或者锚索丛或者单根锚杆或者单根锚索进行抗冲击性能测试，对不同规格的锚杆或者锚索进行抗冲击性能测试，从而为新型锚杆设计提供理论依据。

此外，可以通过改变冲击落锤3冲击锚杆丛或者锚索丛或者单根锚杆或者单根锚索的间隔时间以模拟其多次受冲击状态。

在一实施例中，为了便于调整冲击落锤3向锚杆施加的冲击力，所述中部横梁12包括第一工字梁121及第二工字梁122，所述第一工字梁121与第二工字梁122的腹板平行间隔设置，在所述第一工字梁121的腹板与第二工字梁122的腹板之间设有多根间隔布设的支撑肋板，所述支撑肋板的第一端连接于所述第一工字梁121的腹板上，所述支撑肋板的第二端连接于所述第二工字梁122的腹板上，所述第四安装孔13设于所述第一工字梁121及第二工字梁122的腹板上，所述第五安装孔设于第一工字梁121及第二工字梁122的两端翼板上；所述横向分配梁7由双腹板工字钢组成，所述横向分配梁7的腹板两侧设有加强肋板，所述第四安装孔13设于所述横向分配梁7的两端翼板上。

具体的，在立架1上相对设有中部横梁12，横向分配梁7的两端分别位于第一工字梁121和第二工字梁122之间，并通过连接件穿过第四安装孔13和第六安装孔固定连接，将横向分配梁7与中部横梁12连接为一体。由此通过改变中部横梁12在立架1上的位置而改变横向分配梁7的高度，能够方便的调整横向分配梁7与落锤之间的距离，而改变落锤的冲击高度，所以能够方便的调整冲击落锤3向锚杆施加的冲击力。

此外，第一工字梁121、第二工字梁122以及横向分配梁7上设置的加强肋板能够增强其刚性和强度，以延长其使用寿命，从而降低测试装置的成本。

在一实施例中，为了便于调整中部横梁12的高度，在所述第一工字梁121的腹板的上表面还设有起吊部14。具体的，将起吊装置的吊钩与上述起吊部14相连接，即可方便的将中部横梁12调整到合适的高度，然后将第五安装孔与第一安装孔9通过连接件连接即可，由此便于调整中部横梁12的高度。

在一实施例中，为了便于调整落锤悬挂升降组件2的高度，所述落锤悬挂升降组件2包括钢丝绳201、第一挂钩202、第二挂钩203和电磁吸盘204；所述钢丝绳201一端缠绕在所述第一挂钩202上，另一端缠绕在所述第二挂钩203上；所述第一挂钩202挂设在所述工字型固定板5上，所述第二挂钩203挂设在所述电磁吸盘204上；所述电磁吸盘204用于通电产生磁场，与所述冲击落锤3接触时吸附所述冲击落锤3。

可以在工字型固定板5的底面预设支座孔洞，将第一挂钩202挂设在支座孔洞中。

具体的，通过调整钢丝绳201的长度，调整第一挂钩202和第二挂钩203之间的距离，能够调节电磁吸盘204的高度，从而调节冲击落锤3的高度。

第一挂钩202和第二挂钩203可以在钩体尾部分别设有滑轮，将钢丝绳201缠绕在滑轮上，在滑轮的作用下能够方便快捷的调节第一挂钩202和第二挂钩203之间的距离，从而快速调节冲击落锤3的高度。

可以理解的是所述电磁吸盘204上连接有供电设备，电磁吸盘204通电产生磁场，以吸附冲击落锤3，电磁吸盘204断电，以释放冲击落锤3。

在一实施例中，在所述立架的一侧及底部还设有半包围式反力支撑件16，用于防止立架1倾倒；所述反力支撑件16为L形结构，包括反力座162及立设于反力座162一端的反力墙161，所述反力墙161设于所述立架的一侧，在所述反力墙161与立架的侧部之间设有支撑横梁17，所述支撑横梁17的第一端连接于所述立架一侧的立柱上，所述支撑横梁17的第二端通过支撑座19固定于所述反力墙161上；所述立架1的底部固定连接于所述反力座162上。

所述反力座162也可以直接采用地面，当然，为了避免损伤地面，建议优选采用反力座。

为了防止冲击落锤3施加的冲击力过大而导致反力座162被击穿，作为一可选实施例，所述立架1的底部设有底座15，所述立架1的底部通过所述底座15固定连接于所述反力座162上，所述底座15的横截面呈十字型，由双腹板工字钢组成，所述底座15的腹板两侧设有加强肋板，用于增强立柱与反力墙161之间连接的稳定性；

所述立柱与所述底座15的连接处设有加强肋板。具体的，底座15上的加强肋板能够增强底座15的刚性和强度，可以防止底座15在测试过程中损坏；立柱与底座15的连接处的加强肋板为角钢，能够增强连接处的刚性和强度，可以防止连接处断裂，从而增强立柱与反力墙161之间连接的稳定性。

所述支撑横梁17是腹部焊有加劲肋的槽钢，槽钢上、下底面焊接钢板，钢板上开有三个螺栓孔，所述支撑横梁17第一端通过螺栓与所述立柱相连，所述支撑横梁17第二端通过螺栓与所述支撑座19相连。

所述支撑座19是腹部焊有加劲肋的双腹板工字梁。支撑座19的上下两端及其翼缘上下底面开有螺栓孔，通过端部开孔螺纹杆和螺栓与反力墙相连，在螺栓与支撑座接触面之间设置开孔垫片，以增大摩擦力，提高连接的可靠性。

具体的，支撑横梁17能够向立架1提供水平方向的支撑力和拉力，由此可以防止立架1向两侧倾倒。

此外，为了进一步防止立架1倾倒，反力墙161还可以设置为U型，在立架1的两侧部均设置支撑横梁17，这种支撑结构的稳定性更好。

在一实施例中，为了适应不同的实验位置要求，便于调整底座15和支撑横梁17在反力支撑件16上的位置，所述反力墙161及反力座162上上阵列设有第七安装孔18，所述底座15上沿所述立柱长度方向贯穿设有第八安装孔，所述底座15通过连接件穿过所述第七安装孔18与所述反力座162上的第八安装孔固定连接；所述支撑横梁17的两个端部分别设有第九安装孔和第十安装孔，所述支撑横梁的一端平贴于所述反力墙上，用连接件依次穿过所述反力墙上的第七安装孔及所述第九安装孔固定连接；所述支撑横梁的另一端平贴于所述立柱的腹板上，用连接件依次穿过所述第一安装孔与所述第十安装孔固定连接。

支撑座19为腹部设有加劲肋的双腹板工字梁，所述第九安装孔设置在支撑座19的腹板和翼板上。横向梁为两端焊接有钢板的槽钢，所述第十安装孔设置在横向梁靠近立架1一端的钢板上。

在一实施例中，所述第十安装孔为三个螺栓孔，第十安装孔与第一安装孔9通过螺栓固定连接。

综上，本发明实施例提供的多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试实验装置，可以模拟多次锚杆锚索的冲击状态、实现不均匀冲击、模拟矿井锚杆和/或锚索丛协同抗冲击状态、可以对锚杆和/或锚索施加预应力，探究预应力状态下锚杆(索)的工作性能，从而能够准确有效的反映锚杆或锚索的抗冲击性能，为相应工程设计提供重要的参数依据。

实施例二

参看图4，本发明实施例提供一种多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试方法，采用实施例一任一所述的测试装置，包括步骤：

S01、同时将至少两个的锚杆分别用第一装夹部和第二装夹部固定于框架结构围成的空间内，以模仿锚杆丛在巷道围岩中的锚固状态；

S02、利用所述落锤悬挂升降组件动态调整所述冲击落锤所处的高度，以模拟巷道围岩中的来压；

S03、利用改变冲击落锤质量对所述锚杆丛冲击，以模拟巷道中锚杆丛受到的来压环境；

S04、利用压力传感器对所述锚杆丛所受的冲击压力进行监测，并将监测到的压力数据输出以分析所述锚杆丛受冲击的力学性能。

具体的，安装上述测试装置并进行测试可以包括以下步骤：

用连接件穿过所述底座的第八安装孔和所述反力墙161的第七安装孔，将所述底座固定连接在所述反力墙161上；

将所述立柱的底部焊接在所述底座上，并在所述立柱与所述底座连接处焊接加劲肋；

用连接件穿过所述工字型固定板的第三安装孔和所述立柱翼板上的第二安装孔，将所述顶部工字形梁安装在所述立柱上；

将所述第一挂钩挂设在所述工字型固定板上，用所述钢丝绳缠绕所述第一挂钩和所述第二挂钩，将所述电磁吸盘挂设在所述第二挂钩上；

把所述电磁吸盘的开关打开，将所述冲击落锤吸附在所述落锤悬挂升降组件上；

用连接件穿过所述中部横梁的第四安装孔和所述立柱腹板上的第一安装孔，将所述中部横梁安装在所述立柱上；

将所述中部横梁的第一工字梁和第二工字梁平行设置；用连接件穿过所述第一工字梁和所述第二工字梁上的第四安装孔，将所述分配梁放置在所述第一工字梁和所述第二工字梁之间；

将所述锚杆穿过所述分配梁、所述冲击落锤、所述落锤悬挂升降组件、所述顶部工字形梁及所述压力传感器，分别使用所述第一装夹部和所述第二装夹部将所述锚杆锚固；

在所述锚杆位于所述第二装夹部一端安装端部托盘；

拆卸所述工字形连接梁，将所述分配梁放在所述端部托盘上；

调整所述电磁吸盘或者所述分配梁所处的高度动态调整所述冲击落锤所处的高度以调整冲击落锤的冲击力；这里也可以通过更改冲击落锤的质量调整冲击落锤的冲击力；

通过改变所述冲击落锤的冲击间隔时间，以模拟所述锚杆丛多次受冲击的状态；

将所述电磁吸盘的开关关闭，使所述冲击落锤冲击所述分配梁，通过所述冲击落锤与所述分配梁一同冲击所述锚杆托盘；

通过所述压力传感器记录并输出所述锚杆承受的冲击力。

本发明实施例提供的一种多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试方法，通过工字型固定板上的第一装夹部和横向分配梁上的第二装夹部固定多根锚杆或者锚索来模拟锚杆丛或者锚索丛在巷道围岩中的锚固状态，通过调整工字型固定板或者中部横梁在立柱上的位置来调整冲击落锤与横向分配梁之间的冲击高度，通过压力传感器监控并输出不同冲击高度的冲击落锤对锚杆丛或者锚索丛产生的冲击压力，由此，能够在一定程度上增强多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试结果的准确性。

需要说明的是，在本文中，各个实施例之间描述的方案的侧重点不同，但是各个实施例又存在某种相互关联的关系，在理解本发明方案时，各个实施例之间可相互参照；另外，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试装置，其特征在于，包括：立架、落锤悬挂升降组件、冲击落锤、和压力传感器；

所述立架为多根立柱围设形成的框架结构，在所述立架的顶部设有顶梁，在所述立架形成的空间内设有工字型固定板，所述工字型固定板的四个端部固定连接于所述立柱上，所述工字型固定板上设有多个第一装夹部，所述第一装夹部用于装夹锚杆或锚索的第一端；

所述落锤悬挂升降组件包括多个，多个所述落锤悬挂升降组件并排设于立架形成的空间内，且与上方的所述工字型固定板的主体部对应，所述落锤悬挂升降组件的上端连接于所述工字型固定板上，所述落锤悬挂组件的下端连接有所述冲击落锤，所述冲击落锤对应所述工字型固定板上的第一装夹部设有多个，所述冲击落锤的中心具有通孔；其中，所述落锤悬挂升降组件至少用于带动冲击落锤从预定高度下降以模拟锚杆或锚索在巷道围岩来压时的工况；

在所述冲击落锤下方、位于所述立架形成的空间内还设有多根并排设置的横向分配梁，所述横向分配梁的位置与所述落锤悬挂升降组件的位置上下对应，且在所述横向分配梁上设有第二装夹部，所述第二装夹部用于装夹锚杆或锚索的第二端；

在所述锚杆或锚索上、位于所述第一装夹部和所述工字型固定板之间设有所述压力传感器，用于监测锚杆或锚索冲击性能测试过程中受到的冲击力。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述立柱为工字形钢，包括腹板及两侧的翼板，所述立柱的腹板上从上到下纵向设有多个处于不同高度位置的第一安装孔，所述立柱的翼板上从上到下纵向设有多个处于不同高度位置的第二安装孔；

所述工字型固定板的四个端部分别设有第三安装孔，所述工字型固定板端部贴在所述立柱的一侧的翼板上，用连接件穿过所述第二安装孔与第三安装孔固定连接；

在所述立架上、位于所述顶梁下方还设有对应的中部横梁，所述中部横梁上沿长度方向设有至少一排间隔设置的第四安装孔，所述中部横梁两端还设有第五安装孔，所述中部横梁的两端贴在所述立柱的腹板上，用连接件穿过所述第一安装孔与第五安装孔固定连接；

所述横向分配梁的两端设有第六安装孔，所述横向分配梁的两端分别平贴于所述中部横梁上，用连接件穿过所述第四安装孔与第六安装孔连接。

3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述中部横梁包括第一工字梁及第二工字梁，所述第一工字梁与第二工字梁的腹板平行间隔设置，在所述第一工字梁的腹板与第二工字梁的腹板之间设有多根间隔布设的支撑肋板，所述支撑肋板的第一端连接于所述第一工字梁的腹板上，所述支撑肋板的第二端连接于所述第二工字梁的腹板上，所述第四安装孔设于所述第一工字梁及第二工字梁的腹板上，所述第五安装孔设于第一工字梁及第二工字梁的两端翼板上；

所述横向分配梁由双腹板工字钢组成，所述横向分配梁的腹板两侧设有加强肋板，所述第四安装孔设于所述横向分配梁的两端翼板上。

4.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于，在所述第一工字梁的腹板的上表面还设有起吊部。

5.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述落锤悬挂升降组件包括钢丝绳、第一挂钩、第二挂钩和电磁吸盘；

所述钢丝绳一端缠绕在所述第一挂钩上，另一端缠绕在所述第二挂钩上；所述第一挂钩挂设在所述工字型固定板上，所述第二挂钩挂设在所述电磁吸盘上；

所述电磁吸盘用于通电产生磁场，与所述冲击落锤接触时吸附所述冲击落锤。

6.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，在所述立架的一侧及底部还设有半包围式反力支撑件，所述反力支撑件为L形结构，包括反力座及立设于反力座一端的反力墙，所述反力墙设于所述立架的一侧，在所述反力墙与立架的侧部之间设有支撑横梁，所述支撑横梁的第一端连接于所述立架一侧的立柱上，所述支撑横梁的第二端通过支撑座固定于所述反力墙上；

所述立架的底部固定连接于所述反力座上。

7.根据权利要求6所述的测试装置，其特征在于，所述立架的底部设有底座，所述立架的底部通过所述底座固定连接于所述反力座上，所述底座的横截面呈十字型，由双腹板工字钢组成，所述底座的腹板两侧设有加强肋板；

所述立柱与所述底座的连接处设有加强肋板。

8.根据权利要求6所述的测试装置，其特征在于，

所述支撑横梁是腹部焊有加劲肋的槽钢，槽钢上、下底面焊接钢板，钢板上开有三个螺栓孔，所述支撑横梁第一端通过螺栓与所述立柱相连，所述支撑横梁第二端通过螺栓与所述支撑座相连。

9.根据权利要求7所述的测试装置，其特征在于，所述反力墙及反力座上阵列设有第七安装孔，所述底座上沿所述立柱长度方向贯穿设有第八安装孔，所述底座通过连接件穿过所述第七安装孔与所述反力座上的第八安装孔固定连接；

所述支撑横梁的两个端部分别设有第九安装孔和第十安装孔，所述支撑横梁的一端平贴于所述反力墙上，用连接件依次穿过所述反力墙上的第七安装孔及所述第九安装孔固定连接；所述支撑横梁的另一端平贴于所述立柱的腹板上，用连接件依次穿过所述第一安装孔与所述第十安装孔固定连接。

10.一种多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一所述的测试装置，其特征在于，包括步骤：

同时将至少两个的锚杆分别用第一装夹部和第二装夹部固定于框架结构围成的空间内，以模仿锚杆丛在巷道围岩中的锚固状态；

利用所述落锤悬挂升降组件动态调整所述冲击落锤所处的高度，以模拟巷道围岩中的来压；

利用改变冲击落锤质量对所述锚杆丛冲击，以模拟巷道中锚杆丛受到的来压环境；

利用压力传感器对所述锚杆丛所受的冲击压力进行监测，并将监测到的压力数据输出以分析所述锚杆丛受冲击的力学性能。

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