专利名称：相似模拟实验测力锚杆装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测力设备或装置技术领域，具体涉及到用于岩土、地质、矿山等相 似模拟实验中测力锚杆装置。
背景技术：
相似模拟实验是岩土、地质、矿山等相关领域进行科学研究的重要方式之一。而相 似模拟实验中对锚杆工况的监测是研究硐室、巷道、隧道等相关领域围岩压力及确定锚杆 参数的重要手段。现有的相似模拟实验中，对于围岩压力(主要指工作面顶板载荷监测)已 经有矿山相似模拟实验可升降测力装置实现对其上覆岩层顶板载荷的监测，但相似模拟实 验中对锚杆工况的监测未见报道。模拟锚杆的锚固力是实验的重要参数，通常要求精确的 测定。因模拟实验所用锚杆一般尺寸较小，测定锚固力难度较大；通常围岩受开挖扰动后， 锚杆的受力值持续增大，锚杆易变形失效。测定模拟锚杆载荷的结果对实际的巷硐支护具 有定量指导意义。采用测力锚杆装置能监测锚杆的工作状态。测定锚杆初锚力和载荷对岩土、地质、 矿山等相关领域的理论研究与工程实践具有科学的指导意义。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题在于定量确定相似模拟实验中锚杆的初锚力及 受力载荷，提供一种设计合理、结构简单、操作方便、测力准确、经济实用的相似模拟实验测 力锚杆装置。解决上述技术问题所采用的技术方案是在模拟锚杆上设置有弹性变形板和上端 与托板联接的承载架，承载架的下端两外侧加工成U形的固定夹结构，弹性变形板的两端 设置在固定夹内，弹性变形板上设置有电阻应变片，电阻应变片通过数据传输线与静态电 阻应变仪相连。本实用新型的弹性变形板为弹性铜片变形板或弹性钢片变形板。本实用新型的模拟锚杆的上端为锥状体，模拟锚杆的下端加工有螺纹或加工成倒 楔形。本实用新型采用了弹性变形板，在进行相似模拟实验时，弹性变形板能够随模拟 锚杆的受力而产生弹性变形，设置在弹性变形板上的电阻应变片将所接收到弹性变形板的 变形信号转换成电信号通过数据传输线输出到静态电阻应变仪，静态电阻应变仪显示出模 拟锚杆加载时的弹性板变形情况，根据事先标定的应力-应变回归方程转化为锚杆受力。 本实用新型具有结构简单、小巧方便、测试数据精度高等优点，可在采矿巷道或隧道内进行 围岩锚杆受力的测定。

图1是本实用新型一个实施例的主视图。
3[0010]图2是图1的俯视图。图3是图1中弹性变形板4的主视图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些 实施例。实施例1在图1、2、3中，本实施例的相似模拟实验测力锚杆装置由模拟锚杆1、托板2、承载 架3、弹性变形板4、电阻应变仪5、紧固螺母6、电阻应变片7、数据传输线8联接构成。承载架3的上端用螺纹紧固联接件固定联接有安装有托板2，托板2的中心位置加 工有中心孔，弹性变形板4的中心位置加工有中心孔，模拟锚杆1安装在托板2和弹性变形 板4的中心孔内，使得托板2和弹性变形板4相对模拟锚杆1上下移动，模拟锚杆1为钢制 模拟锚杆，模拟锚杆1的上端为锥状体，模拟锚杆1的下部加工有螺纹，模拟锚杆1的下端 部用紧固螺母6将弹性变形板4和承载架3固定联接安装在模拟锚杆1上，也可采用模拟 锚杆1的下部加工倒楔形，用楔形套将弹性变形板4和承载架3固定联接安装在模拟锚杆 1上。本实施例的弹性变形板4为弹性铜片变形板，这种结构的弹性变形板4，弹性好，变形 量大，受力测值精确。承载架3的下端左右两侧加工成U形固定夹，弹性变形板4的左右两 端分别插入到U形固定夹内，U形固定夹将弹性变形板4与承载架3固定联接成一个整体， 模拟锚杆1所承受的力经承载架3传递到弹性变形板4上，使弹性变形板4发生形变。在 弹性变形板4上用胶粘贴有电阻应变片7，电阻应变片7通过数据传输线8与静态电阻应变 仪5相连。电阻应变片7用于接收模拟锚杆1承载力而使得弹性变形板4产生形变值，电 阻应变片7将所接收到弹性变形板4的变形信号转换成电信号通过数据传输线8输出到到 静态电阻应变仪5，静态电阻应变仪5显示出模拟锚杆1加载时的弹性变形板4的变形，根 据事先标定的应力-应变回归方程转化为模拟锚杆1的受力情况。这种结构的相似模拟实 验测力锚杆装置，结构简单、小巧方便、弹性变形板4受力平稳、所测模拟锚杆1受力值精确 度高，在进行模拟测试时，可将多个相似模拟实验测力锚杆装置布置在模拟的采矿巷硐或 隧道内进行围岩模拟锚杆1受力值的测定。实施例2本实施例中，在承载架3下端的U形固定夹内安装的弹性变形板4为弹性钢片变 形板，弹性钢片变形板的中心位置加工有中心孔。其它零部件以及零部件的联接关系与实 施例1相同。实施例3本以上的实施例1、2中，模拟锚杆1为竹质模拟锚杆。其它零部件以及零部件的 联接关系与相应的实施例相同。
权利要求一种相似模拟实验测力锚杆装置，其特征在于在模拟锚杆(1)上设置有弹性变形板(4)和上端与托板(2)联接的承载架(3)，承载架(3)的下端两外侧加工成U形的固定夹结构，弹性变形板(4)的两端设置在固定夹内，弹性变形板(4)上设置有电阻应变片(7)，电阻应变片(7)通过数据传输线(8)与静态电阻应变仪(5)相连。
2.按照权利要求1所述的相似模拟实验测力锚杆装置，其特征在于所说的弹性变形 板(4)为弹性铜片变形板或弹性钢片变形板。
3.按照权利要求1所述的相似模拟实验测力锚杆装置，其特征在于所说的模拟锚杆 (1)的上端为锥状体，模拟锚杆(1)的下端加工有螺纹或加工成倒楔形。
4.按照权利要求1或3所述的相似模拟实验测力锚杆装置，其特征在于所说的模拟 锚杆(1)为钢制模拟锚杆或竹质模拟锚杆。
专利摘要一种相似模拟实验测力锚杆装置，在模拟锚杆上设弹性变形板和上端与托板联接的承载架，承载架的下端两外侧加工成U形的固定夹结构，弹性变形板的两端设在固定夹内，弹性变形板上设电阻应变片，电阻应变片通过数据传输线与静态电阻应变仪相连。本实用新型采用了弹性变形板，在进行相似模拟实验时，弹性变形板能够随模拟锚杆的受力而产生弹性变形，设置在弹性变形板上的电阻应变片将所接收到弹性变形板的变形信号转换成电信号通过数据传输线输出到静态电阻应变仪，静态电阻应变仪显示出模拟锚杆加载时的弹性板变形情况，根据事先标定的应力-应变回归方程转化为锚杆受力。可在采矿巷道或隧道内进行围岩锚杆受力的测定。
文档编号G01L1/22GK201635754SQ20102010576
公开日2010年11月17日 申请日期2010年1月29日 优先权日2010年1月29日
发明者王晨阳, 苏普正, 贠东风, 辛亚军 申请人:西安科技大学