一种围压及冲击荷载作用下锚固体力学性能测试装置

本技术属于工程实验检测装置，尤其涉及一种围压及冲击荷载作用下锚固体力学性能测试装置。

背景技术：

1、随着煤矿开采强度的不断加大，我国煤矿开采深度不断增加，越来越多的煤矿逐步进入深部开采阶段，随之而来的是围岩在高地压作用下，产生的一系列矿山动力灾害，其中冲击地压等动力灾害对深部巷道支护和围岩稳定产生严重威胁，已然成为制约我国煤矿安全生产的重要工程灾害之一。因此开展对“锚杆—锚固剂—围岩”所组成的“锚固体”在三向受力及动载作用下力学状态的研究具有重要意义。

2、在现有技术中，缺少针对锚固体在三向受力及冲击荷载作用下的力学性能测试装置，研究工煤矿开采时巷道围岩在受到高围压、冲击荷载的工程条件下，锚杆、锚固体在高地压和冲击载荷作用下的力学特性及变形、破坏、失效过程。因此，亟需一种能够实现对试件提供围压、冲击荷载的模拟条件的锚固体力学性能测试装置。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种围压及冲击荷载作用下锚固体力学性能测试装置，以解决上述问题，达到实现对试件提供围压、冲击荷载的模拟条件的目的。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

3、一种围压及冲击荷载作用下锚固体力学性能测试装置，包括：主框架结构，所述主框架结构中部套设有围压结构，所述围压结构内侧沿轴向卡接有试件结构，所述试件结构一端抵接有冲击荷载结构，所述试件结构远离所述冲击荷载结构的一端卡接有驱动结构，所述驱动结构、冲击荷载结构与所述主框架结构固定连接。

4、优选地，所述主框架结构包括两个平行设置的承载梁，所述承载梁之间固定连接有若干个立柱，所述立柱与所述承载梁垂直设置，所述冲击荷载结构、驱动结构分别与对应的所述承载梁固定连接。

5、优选地，所述试件结构包括混凝土锚固体试件，所述混凝土锚固体试件卡接于所述围压结构内侧，所述混凝土锚固体试件一端与所述冲击荷载结构抵接，所述混凝土锚固体试件另一端轴接有锚杆，所述锚杆远离所述混凝土锚固体试件的一端穿出所述承载梁并与所述驱动结构卡接。

6、优选地，所述驱动结构包括液压油缸，所述液压油缸与对应的所述承载梁远离所述混凝土锚固体试件的一端固定连接，所述液压油缸远离所述承载梁的一端传动连接有工作活塞，所述工作活塞远离所述液压油缸的一端设有限位块，所述限位块远离所述工作活塞的一侧中部固定连接有夹具，所述锚杆与所述夹具卡接。

7、优选地，所述围压结构包括若干个反力架，若干个所述反力架平行设置，若干个所述反力架套设于若干个所述立柱周侧，所述反力架内侧的上下左右四侧壁分别固定连接有液压千斤顶，所述液压千斤顶与所述混凝土锚固体试件抵接，若干个所述液压千斤顶通过油管与液压控制台连通。

8、优选地，所述反力架底端固定连接有车轮。

9、优选地，所述冲击荷载结构包括环形气室，所述环形气室与对应的所述承载梁靠近所述混凝土锚固体试件的一端固定连接，所述环形气室靠近所述混凝土锚固体试件的一端传动连接有气动活塞，所述气动活塞与所述混凝土锚固体试件一端抵接，所述环形气室连通有导气管的一端，所述导气管另一端连通有高压氮气罐，所述导气管上设有气压控制台。

10、与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和技术效果：

11、通过设置围压结构可以为试件结构提供高围压，并且围压结构中分段施压的结构设置可以实现对试件结构提供多段区域的分级施压，从而模拟深部煤矿开采时不同深度岩层所受围压。设置冲击荷载结构则可以为试件结构提供冲击荷载，从而模拟冲击地压。设置驱动结构可以为试件结构提供拉力。

12、利用这些结构，实现了一种能够对试件提供围压、冲击荷载的模拟条件，并且提供分级施加围压及冲击荷载作用下锚固体力学性能测试装置。

技术特征：

1.一种围压及冲击荷载作用下锚固体力学性能测试装置，其特征在于，包括：主框架结构(1)，所述主框架结构(1)中部套设有围压结构(3)，所述围压结构(3)内侧沿轴向卡接有试件结构(5)，所述试件结构(5)一端抵接有冲击荷载结构(4)，所述试件结构(5)远离所述冲击荷载结构(4)的一端卡接有驱动结构(2)，所述驱动结构(2)、冲击荷载结构(4)与所述主框架结构(1)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种围压及冲击荷载作用下锚固体力学性能测试装置，其特征在于，所述主框架结构(1)包括两个平行设置的承载梁(101)，所述承载梁(101)之间固定连接有若干个立柱(102)，所述立柱(102)与所述承载梁(101)垂直设置，所述冲击荷载结构(4)、驱动结构(2)分别与对应的所述承载梁(101)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种围压及冲击荷载作用下锚固体力学性能测试装置，其特征在于，所述试件结构(5)包括混凝土锚固体试件(501)，所述混凝土锚固体试件(501)卡接于所述围压结构(3)内侧，所述混凝土锚固体试件(501)一端与所述冲击荷载结构(4)抵接，所述混凝土锚固体试件(501)另一端轴接有锚杆(502)，所述锚杆(502)远离所述混凝土锚固体试件(501)的一端穿出所述承载梁(101)并与所述驱动结构(2)卡接。

4.根据权利要求3所述的一种围压及冲击荷载作用下锚固体力学性能测试装置，其特征在于，所述驱动结构(2)包括液压油缸(201)，所述液压油缸(201)与对应的所述承载梁(101)远离所述混凝土锚固体试件(501)的一端固定连接，所述液压油缸(201)远离所述承载梁(101)的一端传动连接有工作活塞(204)，所述工作活塞(204)远离所述液压油缸(201)的一端设有限位块(202)，所述限位块(202)远离所述工作活塞(204)的一侧中部固定连接有夹具(203)，所述锚杆(502)与所述夹具(203)卡接。

5.根据权利要求3所述的一种围压及冲击荷载作用下锚固体力学性能测试装置，其特征在于，所述围压结构(3)包括若干个反力架(301)，若干个所述反力架(301)平行设置，若干个所述反力架(301)套设于若干个所述立柱(102)周侧，所述反力架(301)内侧的上下左右四侧壁分别固定连接有液压千斤顶(302)，所述液压千斤顶(302)与所述混凝土锚固体试件(501)抵接，若干个所述液压千斤顶(302)通过油管(304)与液压控制台(305)连通。

6.根据权利要求5所述的一种围压及冲击荷载作用下锚固体力学性能测试装置，其特征在于，所述反力架(301)底端固定连接有车轮(303)。

7.根据权利要求3所述的一种围压及冲击荷载作用下锚固体力学性能测试装置，其特征在于，所述冲击荷载结构(4)包括环形气室(404)，所述环形气室(404)与对应的所述承载梁(101)靠近所述混凝土锚固体试件(501)的一端固定连接，所述环形气室(404)靠近所述混凝土锚固体试件(501)的一端传动连接有气动活塞(405)，所述气动活塞(405)与所述混凝土锚固体试件(501)一端抵接，所述环形气室(404)连通有导气管(403)的一端，所述导气管(403)另一端连通有高压氮气罐(401)，所述导气管(403)上设有气压控制台(402)。

技术总结
本技术属于工程实验检测装置技术领域，尤其涉及一种围压及冲击荷载作用下锚固体力学性能测试装置，包括：主框架结构，所述主框架结构中部套设有围压结构，所述围压结构内侧沿轴向卡接有试件结构，所述试件结构一端抵接有冲击荷载结构，所述试件结构远离所述冲击荷载结构的一端卡接有驱动结构，所述驱动结构、冲击荷载结构与所述主框架结构固定连接。利用这些结构，实现了一种能够对试件提供围压、冲击荷载的模拟条件，并且提供分级施加围压及冲击荷载作用下锚固体力学性能测试装置。

技术研发人员：李传明,韩庆花,李川,曹建国
受保护的技术使用者：安徽理工大学
技术研发日：20230814
技术公布日：2024/3/11