[实用新型]深部围岩锚固性能多功能试验机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种在矿山、能源、水电、交通、国防等深部地下工程领域的围岩锚固性能试验研究中应用的一种深部围岩锚固性能多功能试验机。

背景技术

随着国家经济发展和基本建设推进，矿山、能源、水电、交通、国防等深部地下工程越来越多。目前，随着锚杆技术的推广应用，深部岩土工程围岩的支护基本采用锚杆锚索支护技术，特别是深部矿山工程采用锚网索喷注等耦合支护技术。锚杆锚索的工程使用量非常大，而锚杆、锚索的锚固性能关系到工程的安全，因此，深部围岩锚固机理及参数设计非常重要。由于深部围岩的物理力学特性的复杂性，特别对于深部软岩，其变形破坏机理至今还有争议。锚杆锚索支护围岩的加固机理仍停留在定性上，如何定量的研究确定围岩锚固的效果是值得深入研究的课题。由于理论和数值方法的局限性，还不能定量的确定锚杆、锚索支护的相关参数，工程中大多采用类比法，其准确性欠佳。如何应用实验装置系统进行深入研究围岩变形破坏及锚固机理是本实用新型的目的。

目前锚杆锚索的现场检测主要以拉拔力试验为主，同时配合围岩变形及支护内力的监测。在实验室内主要以单独测试锚杆、锚索试验为主。相关锚杆、锚索锚固性能测试试验机的研究现状如下：

(1)申请号为87217157的中国专利公开了一种锚杆试验装置，该试验装置在导杆和丝杆中套有弹簧、弹簧板及调节螺母，并根据围岩变形规律及所做的锚杆试验适当调整调节螺母及固定锚杆试件用的限位卡，即可做出符合围岩变形规律的各类锚杆试验。该装置可做全长锚固锚杆试验、局部锚固锚杆试验、端锚固锚杆试验、超塑限伸长锚杆试验及其他类别的锚杆试验，但无法进行锚杆、锚索拉伸剪切综合试验、大型裂隙岩体锚固性能试验等。对地下工程来说，随着开挖的进行，围岩不仅承受水平地应力的作用还要受到垂直地应力的作用，作用在锚杆、锚索上的力既有拉伸力又有剪切力，而且围岩当中也存在着发育程度不同的裂隙。

(2)申请号为200810249631.1的中国专利公开了一种锚固体流变拉拔装置及试验方法。该试验装置是在流变试验机的顶部安装一个拉力传感器，在主机受力柱底端和主机油缸顶端安装两个连接构建，通过上下两个连接构件与锚固试验件连接。该试验装置只能进行锚固体的拉拔试验，不能进行不同组合方式受力变形耦合试验。对于地下工程来讲，不同的地质结构往往需要不同的支护组合方式。

(3)申请号为200820060577.1的中国专利公开了一种微机控制静载锚固试验机，组成部分包括主机、沙墙车体、微机控制电液伺服系统。该试验机只能进行静载锚固性能的检测，不能模拟真实地应力场的支护锚固性能。对于地下工程来讲，围岩周围的地应力是随着时间不断变化着的。

(4)申请号为200820232849.1的中国专利公开了一种锚固体流变拉拔试验装置，它是在流变试验机的顶部设置一个拉力传感器，中间部分为锚固体及其连接构件，底部油缸向下行程实施拉力，拉拔力大小及作用时间由油缸进回油系统控制，拉力传感器记录锚固体所受拉拔力的大小。该试验装置只能进行拉拔力试验，不能进行其他试验。随着地下工程的发展，仅仅测试锚杆、锚索的拉拔力已经不能满足实际工程的需要。

(5)申请号为201020535350.5的中国专利公开了一种静载锚固性能测试装置，该装置包括：主机架、千斤顶、力值检测器、位移传感器和控制显示器。该试验装置只能进行简单的静载锚固性能试验，不能进行锚杆、锚索联合锚固性能试验。实际的地下工程支护当中往往会采用锚杆、锚索的联合支护。

目前的锚固性能测试装置均为单一的锚杆锚索实验装置，功能单一，没有考虑围岩的作用，特别是锚杆、锚索及支护构件与围岩锚固体的耦合作用。

本实用新型就是为了克服现有锚固性能实验装置的不足，研制的专门用于深部围岩锚固实验研究的多功能实验系统。系统可以实现深部围岩锚固性能多功能试验，主要包括锚杆、锚索锚固性能的检测试验、支护组合构件受力性能试验、围岩与锚杆锚索耦合受力变形试验及和围岩锚固体变形破坏耦合试验，能给出荷载-位移试验曲线，具有整体结构紧凑稳定、自动化程度和试验精度高、试验功能丰富、操作简单方便等优点。

发明内容

本实用新型的目的就是为了解决现有技术的锚固性能实验装置存在的功能单一，没有考虑围岩的作用，特别是锚杆、锚索及支护构件与围岩锚固体的耦合作用，只能进行简单的静载锚固性能试验，不能进行锚杆、锚索联合锚固性能试验的问题；提供一种深部围岩锚固性能多功能试验机；能够更真实地反映地下工程围岩变形规律，并更有效地模拟地下洞室围岩破裂变形条件下支护，实现锚杆、锚索等支护结构锚固性能测试的多功能试验装置。