[发明专利]一种测试锚杆轴向载荷与轴向变形的试验台及测试方法

权利要求书

1.一种测试锚杆轴向载荷与轴向变形的试验台，包括用于矿山支护的锚杆(5)，其特征在于，还包括工作测试台(2)、拉伸装置(6)、驱动机构(71)、负荷传感器(103)和位移传感器(106)，所述工作测试台(2)内设有用于锚固锚杆(5)的钻孔模型，所述拉伸装置(6)包括冲击梁(62)和拉伸顶梁(61)，所述锚杆(5)一端锚固在钻孔模型内，另一端固定在所述冲击梁(62)的端面上；所述拉伸顶梁(61)在驱动机构(71)的带动下顶推作用于冲击梁(62)，以使所述锚杆(5)承受轴向拉伸载荷并发生轴向拉伸变形；所述负荷传感器(103)位于冲击梁(62)和拉伸顶梁(61)之间，用于测试所述轴向拉伸载荷，所述位移传感器(106)分别安装于锚杆(5)的两端，用于测试所述轴向变形量。

2.根据权利要求1所述的测试锚杆轴向载荷与轴向变形的试验台，其特征在于，所述驱动机构(71)为两个油缸，所述油缸通过油缸机架安装在工作测试台(2)上，且所述油缸的活塞杆与拉伸顶梁(61)固定连接，用于驱动所述拉伸顶梁(61)沿锚杆(5)的轴向顶推作用于所述冲击梁(62)上，所述冲击梁(62)带动所述锚杆(5)产生轴向拉伸载荷并发生轴向拉伸变形。

3.根据权利要求2所述的测试锚杆轴向载荷与轴向变形的试验台，其特征在于，所述油缸对称设置于钻孔模型的两侧，所述油缸的活塞杆与钻孔模型的轴线平行。

4.根据权利要求3所述的测试锚杆轴向载荷与轴向变形的试验台，其特征在于，所述锚杆(5)穿过冲击梁(62)和拉伸顶梁(61)且锚固于钻孔模型内，锚杆的钻孔模型外露端通过螺母、托盘、调心球形垫圈锁紧于冲击梁(62)的端面上。

5.根据权利要求4所述的测试锚杆轴向载荷与轴向变形的试验台，其特征在于，所述锚杆(5)通过锚固剂与构成钻孔模型的煤岩体物理模型(93)粘结。

6.根据权利要求5所述的测试锚杆轴向载荷与轴向变形的试验台，其特征在于，所述位移传感器(106)通过外部支架安装于锚杆(5)的两端。

7.根据权利要求6所述的测试锚杆轴向载荷与轴向变形的试验台，其特征在于，所述位移传感器(106)的数量为两个，其中一个所述位移传感器(106)位于锚杆(5)的钻孔模型外露端，且与锚杆(5)端面中心处相连；另一个所述位移传感器(106)位于锚杆(5)的钻孔模型孔底端，且穿过固定扭矩传感器(107)的中心孔与锚杆(5)端面中心处相连。

8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的测试锚杆轴向载荷与轴向变形的试验台的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将待测的锚杆一端锚固于工作测试台的钻孔模型内；

S2、通过驱动机构带动拉伸顶梁顶推作用于冲击梁，使锚杆承受轴向拉伸载荷，并产生轴向拉伸变形；

S3、通过负荷传感器测试拉伸顶梁与冲击梁之间的正压力，正压力与轴向拉伸载荷大小相同；

S4、通过位移传感器分别测试锚杆两端的位移量，并将所测位移量代数求和，得出锚杆轴向绝对形变量。

9.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，在步骤S2中利用液压系统压力传感器，测试油缸供液系统的压力，并通过控制系统控制先导比例减压阀动作以改变供液系统的压力，从而调节油缸活塞杆的推力；利用节流阀控制液压系统流量，以改变油缸活塞杆的伸出速度，进而控制锚杆轴向加载速度。

10.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，在步骤S4中位移传感器利用外部支架独立设置在锚杆两端，其中一个位移传感器位于锚杆的钻孔模型外露端，并直接以锚杆端部中心作为测点；另一个位移传感器位于锚杆的钻孔模型底端，并穿过固定扭矩传感器的中心孔插入钻孔模型内，以锚固端锚杆端面中心为测点。