本实用新型专利技术公开的属于锚杆无损检测技术领域，具体为一种锚杆轴向载荷的测试装置，包括卧拉试验机，卧拉试验机检测端两端外侧均连接有对锚杆杆体固定的固定夹具，锚杆杆体置于卧拉试验机检测端内，测试部件包括作为控制端的测试主机，锚杆杆体外侧套设有辊式激振器，锚杆杆体端部嵌装的加速度传感器，及与锚杆杆体连接的质量检测仪，通过辊式激振器与加速度传感器配合，对锚杆杆体受到轴向载荷的作用时的信号进行实时采集，锚杆杆体轴向载荷与应力波时域幅值呈指数函数关系，而检测信号的应力波时域幅值与轴向自振动频率呈幂函数关系，由锚杆杆体的基频可计算求得锚杆杆体的动刚度，进而可求解出锚杆的临界轴向载荷。进而可求解出锚杆的临界轴向载荷。进而可求解出锚杆的临界轴向载荷。
【技术实现步骤摘要】
一种锚杆轴向载荷的测试装置
[0001]本技术涉及锚杆无损检测
，具体为一种锚杆轴向载荷的测试装置。
技术介绍
[0002]在当前的煤矿开采工程施工中，锚杆支护技术以其对工程地质条件适应性强、掘进速度快、劳动强度度低、支护强度高、支护效果好、支护成本低等诸多优点，已成为我国地下煤矿开采中普遍采用的一种主动控制巷道围岩稳定的支护技术。锚杆锚固质量就显得极为重要，不仅影响巷道围岩的稳定性，而且与煤矿的安全高效开采息息相关，这就要求对锚杆锚固质量加强监测，传统的锚杆锚固状态的检测手段，大多是通过拉拔试验对锚杆的抗拔力进行检测，但该方法是一种破坏性的检测方法，且抗拔力不能完全反映锚杆的锚固状态，没法广泛应用。目前锚杆无损检测技术在锚杆锚固质量监测中应用广泛，对煤矿的安全高效开采有着极为重要的作用。
[0003]锚杆检测普遍通用的方法是锚杆抗拔试验检测锚杆的受力情况，这种方法是一种破坏性实验，而且由于仪器设备的问题，试验部位存在一定的局限性，导致试验数据不够全面，又因为锚杆拉拔力试验无法全面、客观地反映锚杆整体施工质量状况，特别是难以反应锚杆的锚固饱满度，锚杆抗拔力试验已明显不能满足检验锚杆锚固质量的要求。
技术实现思路
[0004]本部分的目的在于概述本技术的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本技术的范围。
[0005]因此，本技术的目的是提供一种锚杆轴向载荷的测试装置，能够克服传统方法对锚杆的破坏和不能大面积抽检等缺陷。
[0006]为解决上述技术问题，根据本技术的一个方面，本技术提供了如下技术方案：
[0007]一种锚杆轴向载荷的测试装置，其包括：
[0008]卧拉试验机，检测端两端外侧均连接有对锚杆杆体固定的固定夹具；
[0009]锚杆杆体，置于卧拉试验机检测端内；
[0010]测试部件，与锚杆杆体连接，包括作为控制端的测试主机，测试主机与外部控制终端连接，锚杆杆体端部套设有辊式激振器；
[0011]测试部件还包括锚杆杆体端部嵌装的加速度传感器，及与锚杆杆体连接的质量检测仪。
[0012]作为本技术所述的一种锚杆轴向载荷的测试装置的一种优选方案，其中：所述辊式激振器安装于距离锚杆杆体杆头位置为5厘米处。
[0013]作为本技术所述的一种锚杆轴向载荷的测试装置的一种优选方案，其中：所
述测试主机包括作为信息传输中端的无线传输器，无线传输器与信息处理单元连接。
[0014]作为本技术所述的一种锚杆轴向载荷的测试装置的一种优选方案，其中：所述卧拉试验机外侧嵌装有对卧拉试验机工作状态控制的控制面板。
[0015]作为本技术所述的一种锚杆轴向载荷的测试装置的一种优选方案，其中：所述固定夹具采用与锚杆杆体适配的单孔夹具。
[0016]与现有技术相比：通过辊式激振器与加速度传感器配合，对锚杆杆体受到轴向载荷的作用时的信号进行实时采集，锚杆杆体轴向载荷与应力波时域幅值呈指数函数关系，而检测信号的应力波时域幅值与轴向自振动频率呈幂函数关系，由锚杆杆体的基频可计算求得锚杆杆体的动刚度，进而可求解出锚杆的临界轴向载荷，克服了传统方法对锚杆的破坏和不能大面积抽检等缺陷。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本技术进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0018]图1为本技术整体结构示意图；
[0019]图2为本技术正视结构示意图；
[0020]图3为本技术部分结构示意图。
[0021]图中：100卧拉试验机、110固定夹具、120控制面板、200锚杆杆体、300测试部件、310测试主机、320辊式激振器、330加速度传感器、340质量检测仪。
具体实施方式
[0022]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。
[0023]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施方式的限制。
[0024]其次，本技术结合示意图进行详细描述，在详述本技术实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0025]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的实施方式作进一步地详细描述。
[0026]本技术提供一种锚杆轴向载荷的测试装置，请参阅图1
‑
2，包括，卧拉试验机100、锚杆杆体200和测试部件300；
[0027]请继续参阅图1
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3，卧拉试验机100检测端两端外侧均连接有对锚杆杆体200固定的固定夹具110；
[0028]请继续参阅图1
‑
3，锚杆杆体200置于卧拉试验机100检测端内；
[0029]请继续参阅图1
‑
3，测试部件300与锚杆杆体200连接，包括作为控制端的测试主机310，锚杆杆体200端部套设有辊式激振器320；
[0030]测试部件300还包括锚杆杆体200端部嵌装的加速度传感器330，及与锚杆杆体200连接的质量检测仪340；
[0031]根据一维弹性杆的波动理论可得，锚杆振动频率与工作载荷大小的关系为：
[0032][0033]其中L是锚杆的长度，f是锚杆的振动频率，V
c
是锚杆体中纵波传播的速度，E是锚杆弹性模量，A为锚杆横截面积。上式表明锚杆的工作载荷与其在动态激发载荷作用下检测信号的轴向自振动频率(基频)呈幂函数关系。
[0034]通过对检测信号进行FFT变换，求出检测信号的基频。可得检测信号的轴向自振动频率与应力波时域幅值显著相关。
[0035]A
T
＝δ+αf+βf2‑
γf3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0036]其中，AT为应力波时域幅值，f为检测信号的轴向自振动频率，δ、α、β、γ为已知拟合参数。
[0037]在弹性变形阶段，载荷的增大会引起锚杆杆体局部或整体动刚度发生变化，依据锚杆纵向振动分析，用底端为弹性支承的圆波数序列方程来求解单位动刚度具有一定的典型性，锚杆振动的圆波数序列本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种锚杆轴向载荷的测试装置，其特征在于，包括：卧拉试验机(100)，检测端两端外侧均连接有对锚杆杆体(200)固定的固定夹具(110)；锚杆杆体(200)，置于卧拉试验机(100)检测端内；测试部件(300)，与锚杆杆体(200)连接，包括作为控制端的测试主机(310)，测试主机(310)与外部控制终端连接，锚杆杆体(200)端部套设有辊式激振器(320)；测试部件(300)还包括锚杆杆体(200)端部嵌装的加速度传感器(330)，及与锚杆杆体(200)连接的质量检测仪(340)。2.根据权利要求1所述的一种锚杆轴向载荷的测试装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：李传明，夏鑫，陈潇，庞冬冬，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：新型
国别省市：
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