[发明专利]一种锚固体抗动载冲击性能原位测量装置及测试方法

权利要求书

1.一种锚固体抗动载冲击性能原位测量装置，其特征在于，包括发射装置、发射头、导杆、底座、壳体、高压气瓶、压力传感器、数据采集装置和数据处理装置，其中，

壳体为中空圆柱体，壳体一端设置有底座，底座内设置有压力传感器，底座上设置有导杆，导杆上设置有发射头，发射头上方设置有发射装置，发射装置外接有高压气瓶，发射装置和压力传感器均连接至数据采集装置，数据采集装置连接有数据处理装置。

2.如权利要求1所述的锚固体抗动载冲击性能原位测量装置，其特征在于，发射装置包括环筒、第一发射器和第二发射器，环筒内对称设置有第一发射器和第二发射器，第一发射器和第二发射器结构相同，环筒上设置有进气口。

3.如权利要求2所述的锚固体抗动载冲击性能原位测量装置，其特征在于，第一发射器内设置有隔层，隔层将第一发射器分为上下两部分容腔，第一发射器内设置有调压活塞，调压活塞的活塞杆贯穿隔层，调压活塞的圆盘置于隔层上方容腔内，圆盘上方容腔为第一气腔，第一气腔侧壁上设置有第一进气口，第一气腔顶部设置有第一出气口，圆盘下方容腔为第二气腔，第二气腔侧壁上设置有第二进气口和第二出气口，第二气腔内径小于第一气腔，隔层下方容腔为第三气腔，第三气腔侧壁上设置有第三进气口，第三气腔底部设置有发射腔，发射腔内径与调压活塞的活塞杆直径相同。

4.如权利要求3所述的锚固体抗动载冲击性能原位测量装置，其特征在于，发射装置与高压气瓶之间设置有压阀组，压阀组包括压力表和阀门。

5.如权利要求4所述的锚固体抗动载冲击性能原位测量装置，其特征在于，壳体上设置有激光测速仪，激光测速仪连接有数据采集装置，通过激光测速仪获取发射头释放初速度。

6.如权利要求1所述的锚固体抗动载冲击性能原位测量装置，其特征在于，发射头为圆筒状，发射头直径与壳体内径相同。

7.如权利要求5所述的锚固体抗动载冲击性能原位测量装置，其特征在于，导杆顶部设置有联接头，导杆通过联接头连接锚杆。

8.如权利要求7所述的锚固体抗动载冲击性能原位测量装置，其特征在于，联接头为圆筒状，联接头内设置有螺纹，导杆上设置有螺纹，联接头通过内螺纹连接导杆和锚杆，导杆底部通过螺纹连接有底座。

9.一种如权利要求7所述的锚固体抗动载冲击性能原位测量装置的测试方法，其特征在于，操作步骤如下：

(1)将要进行测试的锚杆的螺母卸除，并露出锚杆悬端，利用联接头将锚杆悬端与导杆的上端连接，将发射装置安装于联接头上方的锚杆上，发射头套装于导杆上，发射头与发射装置通过锚固剂相连，然后安装壳体和底座，发射装置外接高压气瓶；

(2)打开高压气瓶，输入气压值，高压气瓶内的气体进入发射装置，发射装置启动，发射腔瞬间放出气体，推动下方的发射头运行，发射头获得初速度，撞击底座；

(3)若输入气压值所给初速度过大，则受到发射头撞击的底座带动锚杆向下运动，调小输入气压值，重复步骤(2)，直到得出锚杆抗冲临界气压值；相反，若输入气压值过小，则锚杆位置不变，增大输入气压值，重复步骤(2)，直至锚杆被拉动，得到锚杆的抗冲临界气压值。

10.如权利要求9所述的锚固体抗动载冲击性能原位测量装置的测试方法，其特征在于，步骤(2)中，发射装置的启动过程如下：

a、第一进气口打开，高压气体进入第一气腔，推动调压活塞运动至最下端，然后关闭第一进气口；

b、第二进气口打开，高压气体进入第二气腔，第一气腔与第二气腔气压相同，第二气腔内径小于第一气腔，故气流推动调压活塞上移，气体不在进入第二气腔时，关闭第二进气口；

c、第三进气口打开，高压气体进入第三气腔，气体不在进入第三气腔时，关闭第三进气口；

d、打开第一出气口，第一气腔内气压突降，调压活塞迅速运动至第一气腔顶端，调压活塞的活塞杆移出发射腔，高压气体瞬间释放，推动发射头下行，撞击底座；

e、打开第二出气口，释放第二气腔内的气体，发射结束。