一种预应力可调的模拟试验用锚杆制造技术

本实用新型专利技术提供了一种预应力可调的模拟试验用锚杆，涉及锚杆模拟试验技术领域，结构包括锚杆体、锚固头、承载板、微型千斤顶、垫板、螺母、注液管和注液泵，锚杆体的锚固端设置有锚固头，锚杆体的锚固端呈圆锥状，锚固头侧面开设有张紧缝，承载板设置在锚杆外露端一侧，垫板上压设有螺母，锚杆体依次穿过承载板、微型千斤顶和垫板，千斤顶通过注液管连接注液泵，注液管上设置有数显压力表。使用该锚杆进行模拟试验时，首先在相似材料模型上钻孔，然后连接锚杆预应力室内模拟试验系统，通过注液泵施加预紧力，并根据数显压力表读数调节，完成试验。该锚杆结构解决了锚杆试验中预应力调节不方便的问题，还具有操作简便、符合现场等优点。

A bolt with adjustable prestress for simulation test

The utility model provides a prestressed adjustable bolt for simulation test, which relates to the technical field of bolt simulation test. The structure includes bolt body, anchor head, bearing plate, micro jack, base plate, nut, liquid injection pipe and liquid injection pump. The anchor end of the bolt body is provided with an anchor head, the anchor end of the bolt body is conical, the side of the anchor head is provided with a tension joint, and the bearing plate is provided with a tension joint On one side of the exposed end of the bolt, nuts are pressed on the base plate, the bolt body passes through the bearing plate, micro Jack and the base plate in turn, the jack connects the liquid injection pump through the liquid injection pipe, and the liquid injection pipe is equipped with a digital pressure gauge. When the anchor is used for simulation test, first drill holes on the similar material model, then connect the indoor simulation test system of anchor prestress, apply the preload through the liquid injection pump, and adjust according to the reading of the digital pressure gauge to complete the test. The anchor structure solves the problem of inconvenient adjustment of prestress in anchor test, and has the advantages of simple operation and site compliance.

【技术实现步骤摘要】
一种预应力可调的模拟试验用锚杆
本技术涉及模拟试验锚杆
，尤其是一种用于室内模拟试验的预应力可调的锚杆。
技术介绍
锚杆支护在采矿、岩土、隧道等工程领域得到广泛应用，锚杆支护效果与锚固长度及预应力大小等密切相关。受现场工程的限制，现场试验存在一定的困难，室内模拟试验成为一种重要的研究手段。目前，在室内模拟试验中，锚杆模拟材料按材质可分为木质(楠竹、圆杆等)、塑料(树脂锚杆)、钢质(圆钢、螺杆等)，由于模拟时锚固剂粘结时长度控制困难常采用全长锚固，且前两类无预紧力，钢制的一般采用螺母施加，预应力大小不可控且精准监测困难，由此造成模拟效果与工程实际差异较大。因此，围绕如何实现室内试验锚杆的精准模拟，现有技术进行了一系列改进，例如微型预应力锚杆，该锚杆采用粘结剂全长锚固，通过外露端增设弹簧实现预应力的施加，并采用小型压力环监测锚杆受力情况，但受锚杆锚固长度、弹簧与承压片耦合及压力环与壁面接触等的限制，造成室内试验结果与工程实际存在较大差异。因此，需要一种室内模拟试验用的预应力锚杆，实现锚杆不同锚固长度及预应力调节，以便获取更好的锚杆室内模拟效果。
技术实现思路
为解决锚杆的预应力和锚固长度调节不方便的技术问题，本技术提供了一种预应力可调的模拟试验用锚杆，具体技术方案如下。一种预应力可调的模拟试验用锚杆，包括锚杆体、锚固头、承载板、微型千斤顶、垫板、螺母、注液管、数显压力表和注液泵；锚杆体的锚固端设置有锚固头，锚杆体连接锚固头的端部呈圆锥状，锚固头在侧面开设有张紧缝；锚杆体依次穿过承载板、微型千斤顶和垫板，螺母设置在锚杆体的外露端；承载板设置在锚杆外露端一侧，承载板和垫板之间设置有微型千斤顶，垫板上压设有螺母。进一步的，注液管上设置有三通管，三通管上连接有数显压力表。进一步的，锚杆体的锚固端设置有外螺纹，锚固端螺纹长度大于锚固头长度。还进一步的，锚杆体的外露端设置有外螺纹，外露端外螺纹长度大于螺母的长度。更进一步的，锚固头呈圆柱状，锚固头外表面设置有倒齿状摩擦纹，锚固头轴线上设置有和锚杆体直径相同的通孔，通孔内设置有内螺纹，与锚杆体的锚固端外螺纹相配合。更进一步的，微型千斤顶具体为筒状的千斤顶，千斤顶内径等于锚杆体直径，外径小于承载板和垫板的直径。更进一步的，注液管端部设置有液压管路连接头，三通管上各支路均设置有开关。更进一步的，锚杆体使用钢材制作，锚固头由塑料制作而成，螺母为六角螺母。本技术的有益效果包括：(1)本技术提供的预应力可调的模拟试验用锚杆，采用注液泵调控微型千斤顶的伸缩，实现了锚杆预紧力的精准调节，操作简单、易于控制，能够实现多种不同预应力大小的施加，解决了仅采用螺母施加预应力范围小、不可控的局限，拓展了锚杆模拟试验的范围。(2)通过使用不同长度锚固头，实现锚杆不同锚固长度的室内试验模拟，适合研究全长锚固所造成锚杆预紧力效果不明显的问题，使锚杆模拟试验更加符合现场实际。系统采用承载板结构，使得微型千斤顶与壁面接触更为充分，有效避免由于开挖巷道壁面不平，微型千斤顶在注液加压过程中易产生局部应力集中的现象。(3)使用该预应力锚杆进行室内模拟试验的方法，在室内相似材料模型上加设锚杆，锚杆的直径和长度调节方便，根据实际的锚杆锚固段长度设计锚固头，从而更好的模拟实际锚杆受力，通过注液泵加压保持合适的预紧力，从而实现对预紧力的控制，进而研究预紧力和锚杆锚固长度对锚杆锚固的影响。附图说明图1是预应力可调的模拟试验用锚杆示意图；图2是锚固头截面结构示意图；图3是锚杆预应力室内模拟试验示意图；图中：1-锚杆体；2-承载板；3-微型千斤顶；4-垫板；5-螺母；6-注液管；7-数显压力表；8-注液泵；9-锚固头。具体实施方式结合图1至图3所示，本技术提供的一种预应力可调的模拟试验用锚杆具体实施方式如下。一种预应力可调的模拟试验用锚杆具体包括锚杆体1、锚固头9、承载板2、微型千斤顶3、垫板4、螺母5、注液管6、数显压力表7和注液泵8。锚杆体1一端通过螺纹和锚固头9相连，用于固定锚杆体的锚固端，锚固头和锚杆体的连接方便了锚杆锚固长度的调节；另一端通过螺纹和螺母5相连，用于紧固锚杆，微型千斤顶3用于调整锚杆预紧力的大小，实现了锚杆预紧力的调节控制，对锚杆预紧力的研究具有重要意义，液压泵8通过注液管连接微型千斤顶3，通过数显压力表7和液压泵8精确调整预紧力。锚杆体1的锚固端设置有锚固头9，锚杆体1连接的锚固头9端部呈圆锥状，从而方便锚杆体1插入锚杆钻孔和锚固头，锚固头9在侧面开设有张紧缝，从而可以使锚固头适应不同直径的钻孔，以及根据锚杆直径进行适当的放缩；另外利用锚固头代替锚固剂进行锚固，从而可以精确调节锚固长度。锚固头9呈圆柱状，锚固头9可以由塑料制作而成，锚固头9外表面设置有倒齿状摩擦纹，更好的固定锚固头，保证锚固头9的位置不变，锚固头9轴线上设置有和锚杆体直径相同的通孔，也可以略小于锚杆从而通过张紧缝更好的锁紧锚杆，通孔内设置有内螺纹，与锚杆体1的锚固端外螺纹相配合。通过使用不同长度锚固头，实现锚杆不同锚固长度的室内试验模拟，解决了全长锚固所造成锚杆预紧力效果不明显的问题，使锚杆模拟试验更加符合现场实际。锚杆体1依次穿过承载板2、微型千斤顶3和垫板4，螺母5设置在锚杆体1的外露端，螺母5可以为六角螺母。锚杆体1使用钢材制作，用于模拟锚杆，承载板2设置在锚杆外露端一侧，承载板2和垫板4之间设置有微型千斤顶3，垫板4上压设有螺母5。其中承载板2和垫板4具体可以是中部含有与锚杆体直径相同圆孔的钢板，钢板直径较大，保证微型千斤顶3安装方便。锚杆体1的锚固端设置有外螺纹，锚固端螺纹长度大于锚固头长度，从而可以有效锚固，锚杆体1的外露端设置有外螺纹，外露端外螺纹长度大于螺母长度，从而方便螺母固定。另外，该系统采用承载板2结构，使得微型千斤顶与巷道壁面接触更为充分，有效避免了由于开挖巷道壁面不平，微型千斤顶在注液加压过程中易产生局部应力集中的现象。微型千斤顶3通过注液管6连接注液泵8，注液管6上设置有数显压力表7。微型千斤顶3具体为筒状的千斤顶，千斤顶的承载能力小于20T，千斤顶内径等于锚杆体直径，方便锚杆穿过，锚杆穿过微型千斤顶3从而可以更好的对锚杆施加预紧力，千斤顶的外径小于承载板和垫板的直径。注液管6上设置有三通管，三通管上连接有数显压力表7，三通管上各支路均设置有开关。采用注液泵调控微型千斤顶的伸缩，实现了锚杆预紧力的精准调节，操作简单、易于控制，能够实现多种不同预应力大小的施加，解决了仅采用螺母施加预应力范围小、不可控的局限，拓展了锚杆模拟试验的范围。为进一步的说明该上述预应力锚杆的结构，提供一种锚杆预应力室内模拟试验方法，利用上述的一种预应力可调的模拟试验用锚杆进行试验，具体的试验步骤包括：A.制作相似材料模型，在模型上钻孔，根据试验设计的锚杆长度和直径对应调整钻孔的深度和钻孔直径。具体是在相似材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预应力可调的模拟试验用锚杆，其特征在于，包括锚杆体、锚固头、承载板、微型千斤顶、垫板、螺母、注液管、数显压力表和注液泵；所述锚杆体的锚固端设置有锚固头，锚杆体连接锚固头的端部呈圆锥状，锚固头在侧面开设有张紧缝；所述锚杆体依次穿过承载板、微型千斤顶和垫板，螺母设置在锚杆体的外露端；所述承载板设置在锚杆外露端一侧，承载板和垫板之间设置有微型千斤顶，垫板上压设有螺母。/n

【技术特征摘要】
1.一种预应力可调的模拟试验用锚杆，其特征在于，包括锚杆体、锚固头、承载板、微型千斤顶、垫板、螺母、注液管、数显压力表和注液泵；所述锚杆体的锚固端设置有锚固头，锚杆体连接锚固头的端部呈圆锥状，锚固头在侧面开设有张紧缝；所述锚杆体依次穿过承载板、微型千斤顶和垫板，螺母设置在锚杆体的外露端；所述承载板设置在锚杆外露端一侧，承载板和垫板之间设置有微型千斤顶，垫板上压设有螺母。


2.根据权利要求1所述的一种预应力可调的模拟试验用锚杆，其特征在于，所述注液管上设置有三通管，所述三通管上连接有数显压力表。


3.根据权利要求1所述的一种预应力可调的模拟试验用锚杆，其特征在于，所述锚杆体的锚固端设置有外螺纹，锚固端螺纹长度大于锚固头长度。


4.根据权利要求3所述的一种预应力可调的模拟试验用锚杆，其特征在于，所述锚杆体的外露端设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：于凤海，赵同彬，谭云亮，邢明录，尹延春，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：新型
国别省市：山东;37