CN219694793U - 一种锚索锚固体落锤冲击实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种锚索锚固体落锤冲击实验装置，属于巷道支护技术领域。该锚索锚固体落锤冲击实验装置具体包括：顶梁、环形落锤、立柱、锚固筒、锚固剂、锚索、围压筒、围岩试件、托盘、压力盒、螺母、激光测距仪、位移传感器和底座。所述顶梁与所述立柱之间以焊接的方式进行连接；所述立柱与所述底座之间以焊接的方式进行连接；所述激光测距仪、所述位移传感器和所述底座放置在同一标高的地面上。所述顶梁的长度大于所述环形落锤的外径；所述顶梁和所述环形落锤为金属材质；所述环形落锤的内径大于所述锚固筒的外径。该锚索锚固体落锤冲击实验装置能够揭示锚索和围岩受冲击后的变形破坏特点，并揭示锚索锚固体受动荷载冲击后的锚固性能。
Description
技术领域
本实用新型属于巷道支护技术领域，具体涉及一种锚索锚固体落锤冲击实验装置。
背景技术
锚索支护是巷道支护技术领域一种常用的围岩加固手段，与锚杆支护相比，锚索支护具有支护阻力大、承载性能高等优点。因此，锚索支护在巷道围岩加固、隧道围岩加固、边坡加固等领域有着十分广泛的应用。
随着地下工程深度的不断增加，地下工程周围煤岩体所处的应力不断升高，导致地下工程周围煤岩体发生破坏的可能性显著提高。为了维护地下工程周围煤岩体的稳定，锚索支护经常用于深部围岩的加固中。但在高应力作用下，锚索支护很有可能会受到动荷载的冲击。而截止目前，关于锚索锚固体在动荷载冲击方面的实验装置甚少。因此，设计一种能够检验锚索锚固体在动荷载冲击作用下锚固性能的实验装置对揭示锚索锚固体的锚固机理及推广锚索支护具有重要意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能够检验锚索锚固体在动荷载冲击作用下锚固性能的实验装置，该实验装置弥补了现有实验装置只能用于锚索锚固体在静荷载作用下锚固性能测试的不足。
本实用新型采用如下技术方案，提供一种锚索锚固体落锤冲击实验装置，包括：顶梁、环形落锤、立柱、锚固筒、锚固剂、锚索、围压筒、围岩试件、托盘、压力盒、螺母、激光测距仪、位移传感器和底座；所述顶梁与所述立柱之间以焊接的方式进行连接；所述立柱与所述底座之间以焊接的方式进行连接；所述激光测距仪、所述位移传感器和所述底座放置在同一标高的地面上。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述顶梁的长度大于所述环形落锤的外径；所述顶梁和所述环形落锤为金属材质；所述环形落锤的内径大于所述锚固筒的外径。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述立柱的高度大于所述锚索的长度。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述锚固剂为水泥砂浆锚固剂，其中水与水泥的质量比例为0.4:1至0.5:1之间；水泥和砂的质量比例为1:0.5至1:1之间。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述锚固筒的内径大于所述锚索的外径，且所述锚固筒的内径与所述锚索的外径之间的差值介于10mm至20mm之间。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述围岩试件为中空圆柱体形状，所述围岩试件的内径大于所述锚索的外径，所述围岩试件的外径小于300mm。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述托盘为圆形结构，其外径大于所述锚固筒的外径；所述压力盒的外径小于所述托盘的外径。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述围压筒的内径大于所述锚索的外径；所述围压筒7的材质可以是塑料或金属。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述围岩试件为混凝土浇筑的人工岩样，其混凝土材料的单轴抗压强度需大于等于10MPa。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述位移传感器伸出段顶端与所述锚索底端接触，当锚索受冲击后向下运动时，会压迫所述位移传感器伸出段回缩，从而可以记录所述锚索的伸长量。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述激光测距仪向上发射的激光可以照射到所述围岩试件，并可以测量所述围岩试件受冲击后向下的变形量。
综上所述，本实用新型提供了一种锚索锚固体落锤冲击实验装置，其优点在于：提供了一种可以检验锚索锚固体在动荷载冲击作用下锚固性能的测试方法，利用该测试方法能够对锚索、锚固剂和围岩组成的锚索锚固体在动荷载冲击环境下的力学行为特点进行研究。
由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：利用该方法可以研究锚索锚固体在动荷载冲击环境下的承载性能，从而可以揭示不同因素对锚索锚固体在动荷载冲击环境下力学行为的影响。此外，利用该方法可以对锚索锚固体中锚索和围岩试件受动荷载冲击后的变形量分别进行观测，从而能够更好地揭示锚索和围岩受冲击后的变形破坏特点。这些有益效果能够为预防深部高应力冲击环境下锚索支护的失效问题提供理论依据和基础。
附图说明
构成本申请的一部分附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型所述一种锚索锚固体落锤冲击实验装置示意图。
图2是本实用新型所述锚索、锚固剂和围岩试件组成的锚索锚固体示意图。
图3是本实用新型所述锚索锚固体与锚固筒组合后的示意图。
图4是本实用新型所述托盘9、压力盒10和螺母11组合后的示意图。
图例说明：1、顶梁；2、环形落锤；3、立柱；4、锚固筒；5、锚固剂；6、锚索；7、围压筒；8、围岩试件；9、托盘；10、压力盒；11、螺母；12、激光测距仪；13、位移传感器和14、底座。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所述一种能够检验锚索锚固体在动荷载冲击作用下锚固性能的实验装置，包括：顶梁1、环形落锤2、立柱3、锚固筒4、锚固剂5、锚索6、围压筒7、围岩试件8、托盘9、压力盒10、螺母11、激光测距仪12、位移传感器13和底座14；所述顶梁1与所述立柱3之间以焊接的方式进行连接；所述立柱3与所述底座14之间以焊接的方式进行连接；所述激光测距仪12、所述位移传感器13和所述底座14放置在同一标高的地面上。
在一具体实施例中：
所述顶梁1的长度大于所述环形落锤2的外径；所述顶梁1和所述环形落锤2为金属材质；所述环形落锤2的内径大于所述锚固筒4的外径。
在一具体实施例中：
所述立柱3的高度大于所述锚索6的长度。
在一具体实施例中：
所述锚固剂5为水泥砂浆锚固剂，其中水与水泥的质量比例为0.4:1至0.5:1之间；水泥和砂的质量比例为1:0.5至1:1之间。
在一具体实施例中：
所述锚固筒4的内径大于所述锚索6的外径，且所述锚固筒4的内径与所述锚索6的外径之间的差值介于10mm至20mm之间。
在一具体实施例中：
所述围岩试件8为中空圆柱体形状，所述围岩试件8的内径大于所述锚索6的外径，所述围岩试件8的外径小于300mm。
在一具体实施例中：
所述托盘9为圆形结构，其外径大于所述锚固筒4的外径；所述压力盒10的外径小于所述托盘9的外径。
在一具体实施例中：
所述围压筒7的内径大于所述锚索6的外径；所述围压筒7的材质可以是塑料或金属。
在一具体实施例中：
所述围岩试件8为混凝土浇筑的人工岩样，其混凝土材料的单轴抗压强度需大于等于10MPa。
在一具体实施例中：
所述位移传感器13伸出段顶端与所述锚索6底端接触，当锚索受冲击后向下运动时，会压迫所述位移传感器13伸出段回缩，从而可以记录所述锚索6的伸长量。
在一具体实施例中：
所述激光测距仪12向上发射的激光可以照射到所述围岩试件8，并可以测量所述围岩试件8受冲击后向下的变形量。
在具体使用时，首先使用混凝土材料浇筑制作围岩试件8，然后将锚索6***围岩试件8中央的钻孔内。随后，使用锚固剂5将锚索6与围岩试件8进行黏结。之后，将锚索6上端***锚固筒4内并使用锚固剂5将锚索6与锚固筒4进行黏结。随后，将围压筒7套住围岩试件8。在锚索底端依次安装托盘9、压力盒10和螺母11。之后，将以上组合体悬吊在顶梁1上。在锚索6底端放置位移传感器13，在围岩试件8的底端放置激光测距仪12。在实验开始后，将顶梁1下方悬吊环形落锤2释放，利用环形落锤2撞击围岩试件8。在实验过程中，利用位移传感器13测量锚索6的变形量；利用激光测距仪12测量围岩试件8的变形量；利用压力盒测量锚索锚固体承受的力，从而可以得到锚索锚固体在动荷载冲击后承载的力及变形量，进而可以利用以上数据分析锚索锚固体在动荷载冲击后的锚固性能。
综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，可以研究锚索锚固体在动荷载冲击环境下的承载性能，从而可以揭示不同因素对锚索锚固体在动荷载冲击环境下力学行为的影响。此外，利用该方法可以对锚索锚固体中锚索和围岩试件受动荷载冲击后的变形量分别进行观测，从而能够更好地揭示锚索和围岩受冲击后的变形破坏特点。这些有益效果能够为预防深部高应力冲击环境下锚索支护的失效问题提供理论依据和基础。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其它各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种锚索锚固体落锤冲击实验装置，包括顶梁(1)、环形落锤(2)、立柱(3)、锚固筒(4)、锚固剂(5)、锚索(6)、围压筒(7)、围岩试件(8)、托盘(9)、压力盒(10)、螺母(11)、激光测距仪(12)、位移传感器(13)和底座(14)，其特征在于：所述顶梁(1)与所述立柱(3)之间以焊接的方式进行连接；所述立柱(3)与所述底座(14)之间以焊接的方式进行连接；所述激光测距仪(12)、所述位移传感器(13)和所述底座(14)放置在同一标高的地面上。
2.根据权利要求1所述的一种锚索锚固体落锤冲击实验装置，其特征在于，所述顶梁(1)的长度大于所述环形落锤(2)的外径；所述顶梁(1)和所述环形落锤(2)为金属材质；所述环形落锤(2)的内径大于所述锚固筒(4)的外径。
3.根据权利要求1所述的一种锚索锚固体落锤冲击实验装置，其特征在于，所述立柱(3)的高度大于所述锚索(6)的长度。
4.根据权利要求1所述的一种锚索锚固体落锤冲击实验装置，其特征在于，所述锚固剂(5)为水泥砂浆锚固剂，其中水与水泥的质量比例为0.4:1至0.5:1之间；水泥和砂的质量比例为1:0.5至1:1之间。
5.根据权利要求1所述的一种锚索锚固体落锤冲击实验装置，其特征在于，所述锚固筒(4)的内径大于所述锚索(6)的外径，且所述锚固筒(4)的内径与所述锚索(6)的外径之间的差值介于10mm至20mm之间。
6.根据权利要求1所述的一种锚索锚固体落锤冲击实验装置，其特征在于，所述围岩试件(8)为中空圆柱体形状，所述围岩试件(8)的内径大于所述锚索(6)的外径，所述围岩试件(8)的外径小于300mm。
7.根据权利要求1所述的一种锚索锚固体落锤冲击实验装置，其特征在于，所述托盘(9)为圆形结构，其外径大于所述锚固筒(4)的外径；所述压力盒(10)的外径小于所述托盘(9)的外径。
8.根据权利要求1所述的一种锚索锚固体落锤冲击实验装置，其特征在于，所述围压筒(7)的内径大于所述锚索(6)的外径；所述围压筒(7)的材质可以是塑料或金属。
9.根据权利要求1所述的一种锚索锚固体落锤冲击实验装置，其特征在于，所述围岩试件(8)为混凝土浇筑的人工岩样，其混凝土材料的单轴抗压强度需大于等于10MPa。
10.根据权利要求1所述的一种锚索锚固体落锤冲击实验装置，其特征在于，所述位移传感器(13)伸出段顶端与所述锚索(6)底端接触，当锚索受冲击后向下运动时，会压迫所述位移传感器(13)伸出段回缩，从而可以记录所述锚索(6)的伸长量。
11.根据权利要求1所述的一种锚索锚固体落锤冲击实验装置，其特征在于，所述激光测距仪(12)向上发射的激光可以照射到所述围岩试件(8)，并可以测量所述围岩试件(8)受冲击后向下的变形量。
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