用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112377232A(43)申请公布日2021.02.19(21)申请号202011174938.7(22)申请日2020.10.28(71)申请人中煤科工开采研究院有限公司地址101300北京市朝阳区青年沟路5号煤炭科学研究总院天地大厦(72)发明人李建忠高富强王晓卿原贵阳杨景贺娄金福杨磊(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人李文丽(51)Int.Cl.E21D21/02(2006.01)E21D21/00(2006.01)E21F17/00(2006.01)E21F17/18(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图6页(54)发明名称用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置及方法(57)摘要本发明的实施例提供了一种用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置及方法。试验装置包括：约束板，多个约束板固定连接以构成四周封闭的空间架构；支撑腿，支撑腿与约束板连接用以支撑所述空间架构；约束加载板，多个约束加载板可水平移动地安装在各约束板的内侧，以对破碎岩体施加水平约束力；底部支撑板，底部支撑板可拆卸地安装在空间架构的底面用于承托破碎岩体，底部支撑板上设有供锚杆穿设的通孔；加载装置，加载装置用以对破碎岩体施加载荷。本装置能够对不同锚杆预紧力以及不同水平约束力作用下的破碎岩体动静载力学响应特征进行测试，为有效控制千米深井、强烈采动及冲击地压等破碎岩体巷道围岩稳定问题提供依据。CN112377232ACN112377232A权利要求书1/2页1.一种用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置，其特征在于，包括：约束板，多个所述约束板固定连接以构成四周封闭的空间架构；支撑腿，所述支撑腿与所述约束板连接用以支撑所述空间架构；约束加载板，多个所述约束加载板可水平移动地安装在各所述约束板的内侧，以对破碎岩体施加水平约束力；底部支撑板，所述底部支撑板可拆卸地安装在所述空间架构的底面用于承托破碎岩体，所述底部支撑板上设有供锚杆穿设的通孔；加载装置，所述加载装置用以对破碎岩体施加载荷。2.根据权利要求1所述的用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置，其特征在于，所述约束加载板上设置有用于推动约束加载板水平移动的推动装置，所述约束板上设置有用于测量约束加载板水平位移值的刻度尺。3.根据权利要求2所述的用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置，其特征在于，所述推动装置包括连接杆和锁紧螺母，所述连接杆的一端穿过所述约束板与所述约束加载板连接，所述连接杆的另一端延伸至所述约束板外侧并且与所述锁紧螺母螺纹连接。4.根据权利要求2或3所述的用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置，其特征在于，在同一水平面中，每个所述约束加载板上都等间距地安装有多个推动装置。5.根据权利要求1所述的用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置，其特征在于，所述试验装置包括多个所述底部支撑板，各所述底部支撑板上布设有不同数量和不同排列方式的供锚杆穿设的通孔。6.根据权利要求1所述的用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置，其特征在于，所述约束加载板上设有用于检测水平约束力的测力计，所述锚杆上安装有用于测量锚杆受力变化的锚杆测力计。7.根据权利要求1所述的用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置，其特征在于，所述加载装置包括静载加载装置，所述静载加载装置包括多个加载块。8.根据权利要求7所述的用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置，其特征在于，所述加载装置包括动载加载装置，所述动载加载装置包括动载加载块、用于吸附和释放所述动载加载块的电磁控制器以及用于提升所述动载加载块的起重设备。9.根据权利要求8所述的用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置，其特征在于，所述试验装置还包括：用于检测静载加载装置作用下破碎岩体模型的下沉变形量的位移传感器、以及用于捕捉破碎岩体动态垮落破坏过程的高速相机。10.一种应用于权利要求1至9中任一项所述的试验装置的试验方法，其特征在于，所述试验方法包括以下步骤：在约束板和底部支撑板构成的封闭空间架构内安装锚杆，在封闭空间架构内添加碎石并人工将其夯实，在锚杆尾部安装托盘及螺母；推动约束加载板以调节对破碎岩体的水平约束力，调整螺母以调节锚杆的预紧力，并拆除底部支撑板使破碎岩体模型底面悬空；在破碎岩体模型上方施加静载荷或者动载荷，通过检测破碎岩体模型下沉变形量、锚杆受力变化情况以及破碎岩体模型动态垮落破坏过程来测试静载荷或者动载荷条件下破2CN112377232A权利要求书2/2页碎岩体锚杆支护作用下的力学响应特征；通过更换不同的底部支撑板以测试不同锚杆支护密度下的静载荷或者动载荷条件下破碎岩体锚杆支护作用下的力学响应特征。3CN112377232A说明书1/7页用于测试破碎岩体锚杆支