专利名称：一种用于相似模拟实验的预应力锚杆装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种预应力锚杆装置，尤其是一种用于相似模拟实验的预应力锚杆装置。
背景技术：
相似模拟实验是岩土、采矿等相关领域研究的重要手段之一。国内外的研究与实践表明，预应力是锚杆支护中的关键参数，对支护效果起决定性作用。预应力锚杆支护属于真正的主动支护，能及时控制锚固区围岩的离层、滑动、裂隙张开、新裂纹产生等扩容变形， 使围岩处于受压状态，抑制围岩弯曲变形、拉伸与剪切破坏的出现，保持围岩的完整性，减小围岩强度的降低。锚杆受力的监测是研究硐室、巷道、隧道、边坡等相关领域围岩压力及确定锚杆支护参数的重要手段，而相似模拟实验中锚杆预应力很难施加上去，即使加上去也不知道预应力的大小，在相似模拟中锚杆受力情况不能准确、科学监测。因此在研究巷道预应力锚杆支护时，采用相似模拟实验时，必须研究一种预应力锚杆装置，既可以准确、方便监测锚杆受力情况，又可以施加一定大小的预应力。
发明内容本实用新型的目的是克服已有技术中存在的问题，提供一种结构简单、操作方便的用于相似模拟实验的预应力锚杆装置。为实现上述目的，本实用新型的预应力锚杆装置，包括模拟预应力锚杆杆体、设在模拟预应力锚杆杆体上构成弹性变形铁片板的弹簧和设在弹簧左右两端的铁片，弹性变形铁片板左侧设有套装在模拟预应力锚杆杆体上的压力环，右侧设有依次套装在模拟预应力锚杆杆体上的调节板和锁具，压力环内设有经数据传输线与电阻应变仪相连的应变片。所述的模拟预应力锚杆杆体由铅锑合金保险丝材料制成；所述的铁片为方形；设在弹簧左右两端的铁片与弹簧焊接为一体。有益效果由于采用了上述技术方案，对弹性变形铁片板定量施加锚杆预应力，通过弹性变形铁片板起到让压的作用，弹性变形铁片板与锁具之间的调节板可以使弹性变形铁片板均勻、稳定受力，在模拟预应力锚杆支护时，压力环内的应变片经传输数据线传输给电阻应变仪，根据标定好的应力-应变回归方程转化为锚杆受力，可以准确、方便监测锚杆工况。该装置设计合理、经济、操作方便、测量准确，能有效模拟锚杆预应力的大小及锚杆受力的实进监测，在本技术领域内具有广泛的实用性。

图1是本发明微型预应力锚杆结构图。图中1-预应力锚杆杆体，2-铁片，3-锁具，4-调节板，5-弹簧，6_压力环。
具体实施方式
[0009]
以下结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步描述本实用新型的预应力锚杆装置由预应力锚杆杆体1、铁片2、小锁具3、调节板4、弹簧5、小型压力环6构成，压力环6内设有经数据传输线与电阻应变仪相连的应变片。所述的铁片2为方形，其中心位置加工中心孔，两铁片2与弹簧5焊接在一起组成弹性变形铁片板，用于施加预应力锚杆1的预应力，施加预应力的大小可以通过弹簧5的变形量及标定好的弹簧弹性模量计算出施加预应力的大小，在弹性变形铁片板左侧应力环6内设有应变片，应力环中心有孔，套装在预应力锚杆1上，弹性变形铁片板与锁具3之间设置有调节板 4，调节板4中间加工有套装在预应力锚杆杆体1上的中心孔，调节板4用于使弹性变形铁片板受力均勻、稳定，施加需要的预应力后，使用锁具3锁住预应力锚杆1的杆体，预应力锚杆1采用具有一定强度和刚度铅锑合金保险丝制成。在进行相似模拟实验时，采用聚醋酸乙烯乳液加石膏和水调和而成的锚固剂将预应力锚杆杆体1端头固定好，通过调节板4对弹性变形铁片板施加力，应力环6内的应变片经数据传输线连接电阻应变仪，根据标定好的应力-应变回归方程计算出预应力锚杆受力大小。
权利要求1.一种用于相似模拟实验的预应力锚杆装置，其特征在于它包括模拟预应力锚杆杆体(1)、设在模拟预应力锚杆杆体(1)上构成弹性变形铁片板的弹簧(5)和设在弹簧(5)左右两端的铁片(2)，弹性变形铁片板左侧设有套装在模拟预应力锚杆杆体(1)上的压力环 (6)，右侧设有依次套装在模拟预应力锚杆杆体(1)上的调节板(4)和锁具(3)，压力环(6) 内设有经数据传输线与电阻应变仪相连的应变片。
2.根据权利要求1所述的一种用于相似模拟实验的预应力锚杆装置，其特征在于所述的模拟预应力锚杆杆体(1)由铅锑合金保险丝材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种用于相似模拟实验的预应力锚杆装置，其特征在于所述的铁片(2)为方形。
4.根据权利要求1所述的一种用于相似模拟实验的预应力锚杆装置，其特征在于设在弹簧(5)左右两端的铁片(2)与弹簧(5)焊接为一体。
专利摘要一种用于相似模拟实验的预应力锚杆装置，包括模拟预应力锚杆杆体、设在模拟预应力锚杆杆体上构成弹性变形铁片板的弹簧和设在弹簧左右两端的铁片，弹性变形铁片板左侧设有套装在模拟锚杆上的压力环，右侧设有依次套装在模拟锚杆上的调节板和锁具，压力环内设有经数据传输线与电阻应变仪相连的应变片。预应力锚杆装置可用于相似模拟实验中，用于模拟煤矿井下巷道、硐室等预应力锚杆支护。弹性变形铁片板与锁具之间的调节板可以使弹性变形铁片板均匀、稳定受力，在模拟锚杆支护时，压力环内的应变片经传输数据线传输给电阻应变仪，根据标定好的应力-应变回归方程转化为锚杆受力，可以准确、方便监测锚杆工况。该装置设计合理、操作方便、测量准确。
文档编号G01L1/22GK202188929SQ201120277148
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月2日 优先权日2011年8月2日
发明者吴增光, 吴锐, 周保精, 张玉东, 徐金海, 李冲, 李安洪, 李广兴, 李良兵, 王中奎, 王强, 马钱钱 申请人:中国矿业大学, 山西潞安环保能源开发股份有限公司