本發明專利技術涉及礦山支護技術領域，特別是涉及一種試驗臺及應用其進行測試傾斜錨桿力學性能的方法。該試驗臺包括：待測錨桿，其上設有螺紋，待測錨桿沿螺紋段軸向開設凹槽，凹槽對應位置粘貼電阻應變片，待測錨桿的一端連接螺紋鋼；臺座，其上設有用于安裝孔，底部設有鋼槽，螺紋鋼卡入鋼槽中；臺座上放置斜面體，斜面體上設有孔隙；在斜面體上放置錨桿托板和調心球墊；錨桿測力計，其安裝在鋼槽上，套筒套在待測錨桿遠離螺紋鋼的一端；施力單元，施力單元與套筒連接，其向待測錨桿施加外力。本發明專利技術提供的試驗臺及應進行測試傾斜錨桿力學性能的方法，可有效測試傾斜錨桿的受力狀態和支護作用，對合理地進行錨桿支護設計具有良好的指導意義。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及礦山支護
，特別是涉及ー種試驗臺及應用其進行測試傾斜錨桿力學性能的方法。
技術介紹
錨桿支護作為一種經濟、有效的巷道支護技木，不僅能夠提高巷道支護效果，降低巷道支護成本，而且有利于采煤工作面的快速推進和煤炭產量提高，已成為我國煤礦及其它礦山巷道首選的、安全高效的主要支護方式。錨桿支護效果與支護參數密切相關。錨桿支護參數包括錨桿直徑、強度、長度、傾角、間排距，及錨桿預應力、錨固長度等。其中，傾角是影響錨桿支護效果與受カ狀態的ー個 主要因素。一般情況下，設計錨桿垂直巷道表面布置。但是，由于施工存在一定偏差，而且巷道表面大多凹凸不平，導致在井下巷道中，錨桿很難與表面完全垂直，存在一定傾角。此外，為了控制結構面變形、巷道底鼓等，有時專門設計錨桿與巷道表面呈一定角度。錨桿與巷道表面不垂直，呈一定角度時，會出現以下問題在錨桿安裝過程中，預應カ施加效果差，螺母扭矩轉換成預應カ的效率低，錨桿預應カ擴散到圍巖中的范圍小；錨桿不僅受到拉伸作用，而且受到彎曲、剪切作用，受カ狀態顯著惡化，錨桿在遠低于其拉斷強度的情況下發生破斷，導致錨桿支護失效。
技術實現思路
(一 )要解決的技術問題本專利技術要解決的技術問題是提供，以克服現有技術無法對傾斜錨桿力學性能進行有效的測試，導致錨桿不能較好地起到支護效果等缺陷。( ニ )技術方案為了解決上述技術問題，本專利技術一方面提供一種試驗臺，包括待測錨桿，所述待測錨桿上設有螺紋，所述待測錨桿沿螺紋段軸向開設若干個凹槽，所述凹槽對應位置粘貼電阻應變片，所述待測錨桿的一端連接螺紋鋼；臺座，所述臺座上設有用于安裝待測錨桿的安裝孔，所述臺座的底部設有鋼槽，所述螺紋鋼卡入鋼槽中；所述臺座上放置具有斜坡的斜面體，所述斜面體上設有使得待測錨桿穿過的孔隙；在所述斜面體上放置錨桿托板和調心球墊；錨桿測カ計，其安裝在所述鋼槽上，用于測量待測錨桿的軸向載荷；套筒，所述套筒套在待測錨桿遠離螺紋鋼的一端；施力単元，所述施カ単元與套筒連接，其向待測錨桿施力外力。進ー步地，所述待測錨桿遠離螺紋鋼的一端安裝錨桿螺母，在所述錨桿螺母和調心球墊之間設有減摩墊圈。進ー步地，所述施カ單元為扭矩扳手，所述扭矩扳手上設有扭矩刻度。進ー步地，所述安裝孔的孔徑大于待測錨桿直徑3_5mm。進ー步地，述待測錨桿的長度為200-500mm，所述錨桿上螺紋長度為100-150mm。進ー步地，所述斜面體的斜坡角度分別為5°、10°、15°、20° 25°和30°。另ー方面，本專利技術還提供一種應用該試驗臺進行測試傾斜錨桿力學性能的方法，具體包括步驟SI、選取一段待測錨桿，所述待測錨桿上設有螺紋，所述待測錨桿沿螺紋段軸向開設若干個凹槽，所述凹槽對應位置粘貼電阻應變片，將電阻應變片的導線引出，并用硅 膠充填密封；步驟S2、將待測錨桿安裝在試驗臺座上，將連接螺紋鋼的一段卡在鋼槽中；步驟S3、更換不同斜坡的斜面體進行測試；步驟S4、待斜面體的坡度確定后，通過施カ単元向錨桿螺母施加不同大小的扭矩，每級記錄螺母扭矩值，錨桿測カ計讀數，電阻應變儀記錄應變片應變值；步驟S5、試驗完成后，對變形后的不同安裝角度的錨桿螺紋段進行顯微觀察，分析是否存在裂紋及裂紋形態。步驟S6、根據錨桿測カ計讀數，計算錨桿拉伸應カ；根據錨桿桿體承受的扭矩，計算扭轉應カ；根據桿體應變片讀數，計算桿體承受的彎曲應カ。(三)有益效果上述技術方案具有如下優點本專利技術提供的試驗臺及應用該試驗臺進行測試傾斜錨桿力學性能的方法，可有效測試傾斜錨桿的受カ狀態和支護作用，對合理地進行錨桿支護設計具有良好的指導意義。附圖說明圖I為本專利技術實施例試驗臺結構示意圖；圖2為圖I中A-A剖面；圖3為錨桿應變片粘貼方式示意圖。圖中I :臺座；2 :斜面體；3 :待測錨桿；4 :錨桿托板；5 :調心球墊；6 :墊圈；7 :錨桿螺母；8 :套筒；9 :扭矩扳手；10 :錨桿測カ計；11 :短螺紋鋼；12 :短螺紋鋼；13 :鋼槽；14 :凹槽。具體實施例方式下面詳細描述本專利技術的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本專利技術，而不能理解為對本專利技術的限制。在本專利技術的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本專利技術和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本專利技術的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本專利技術的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本專利技術中的具體含義。此外，在本專利技術的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。如圖1-3所示，本專利技術實施例提供一種試驗臺，該試驗臺包括臺座I、斜面體2、待 測錨桿3、錨桿托板4、調心球墊5、墊圈6、錨桿螺母7、套筒8、施力単元和錨桿測カ計10。具體的，該待測錨桿3上設有螺紋，待測錨桿的長度為200-500mm，所述錨桿上螺紋長度為100-150mm。待測錨桿3沿螺紋段軸向開設若干個凹槽14，凹槽14對應位置粘貼電阻應變片，該待測錨桿3的一端連接兩段短螺紋鋼11和12，臺座I上設有用于安裝待測錨桿3的安裝孔，安裝孔的孔徑大于待測錨桿直徑3-5mm臺座I的底部設有鋼槽13，短螺紋鋼11和12卡入鋼槽13中；臺座I上放置具有斜坡的斜面體2，該斜面體2上設有使得待測錨桿3穿過的孔隙；在斜面體2上放置錨桿托板4和調心球墊5 ;該錨桿測カ計10安裝在所述鋼槽13上，用于測量待測錨桿3的軸向載荷；套筒8套在待測錨桿3遠離螺紋鋼的一端；施カ單元，所述施カ単元與套筒8連接，其向待測錨桿3施加外力。本實施例中，施力単元為扭矩扳手9，所述扭矩扳手9上設有扭矩刻度。待測錨桿遠離螺紋鋼的一端安裝錨桿螺母，在所述錨桿螺母和調心球墊之間設有減摩墊圈6。斜面體的斜坡角度分別為5°、10°、15°、20° 25。和30°。設置不同角度的斜坡用于模擬井下巷道中錨桿軸線與垂直呈5°、10°、15°、20° 25°和30°的情況。下面具體說明ー下試驗臺的操作方法將待測錨桿3穿過臺座I的安裝孔，該待測錨桿連接短螺紋鋼的一端卡入臺座I的鋼槽13中，使其不能轉動。待將待測錨桿安裝在臺座I后，在鋼槽13上安裝錨桿測カ計10。將待測錨桿3穿過斜面體2上的孔隙、繼續安裝錨桿托板4、調心球墊5和墊圈6，在待測錨桿遠離螺紋鋼的一端安裝錨桿螺母7，在錨桿螺母7上安裝套筒8，該套筒8與扭矩板手9連接。另ー方面，本專利技術還提供一種應用該試驗臺進行測試傾斜錨桿力學性能的方法，具體包括步驟SI、選取一段待測錨桿，所述待測錨桿上設有螺紋，所述待測錨桿沿螺紋本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種試驗臺，其特征在于，包括 待測錨桿，所述待測錨桿上設有螺紋，所述待測錨桿沿螺紋段軸向開設若干個凹槽，所述凹槽對應位置粘貼電阻應變片，所述待測錨桿的一端連接螺紋鋼； 臺座，所述臺座上設有用于安裝待測錨桿的安裝孔，所述臺座的底部設有鋼槽，所述螺紋鋼卡入鋼槽中； 所述臺座上放置具有斜坡的斜面體，所述斜面體上設有使得待測錨桿穿過的孔隙； 在所述斜面體上放置錨桿托板和調心球墊； 錨桿測カ計，其安裝在所述鋼槽上，用于測量待測錨桿的軸向載荷； 套筒，所述套筒套在待測錨桿遠離螺紋鋼的一端； 施力単元，所述施カ単元與套筒連接，其向待測錨桿施加外力。2.如權利要求I所述的試驗臺，其特征在于，所述待測錨桿遠離螺紋鋼的一端安裝錨桿螺母，在所述錨桿螺母和調心球墊之間設有減摩墊圈。3.如權利要求I所述的試驗臺，其特征在于，所述施カ單元為扭矩扳手，所述扭矩扳手上設有扭矩刻度。4.如權利要求I所述的試驗臺，其特征在于，所述安裝孔的孔徑大于待測錨桿直徑5.如權利要求I所述的試驗臺，其特征在于，所述待測錨桿的長度為2...
【專利技術屬性】
技術研發人員：康紅普，吳擁政，吳建星，
申請(專利權)人：天地科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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