邊坡支護(hù)錨桿強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用與研究

劉建章

（山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第四地質(zhì)大隊(duì)（山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院），山東 濰坊 261021）

1 支護(hù)錨桿強(qiáng)度測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

如圖1~3共同所示，支護(hù)錨桿強(qiáng)度測(cè)試裝置，包括上表面設(shè)有開(kāi)關(guān)13的底板1和下表面設(shè)有若干均勻分立柱6的頂板7，底板1與頂板7通過(guò)立柱6連接，底板1的上表面設(shè)有電動(dòng)推桿14，電動(dòng)推桿14的活動(dòng)端設(shè)有壓力啟停機(jī)構(gòu)。

圖1 為支護(hù)錨桿強(qiáng)度測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

底板1的表面設(shè)有固定機(jī)構(gòu)，承載板8的上表面開(kāi)設(shè)有與固定機(jī)構(gòu)適配的弧形槽81，所述頂板7的下表面設(shè)有夾持機(jī)構(gòu)，所述承載板8的中部開(kāi)設(shè)有與夾持機(jī)構(gòu)適配的柱形槽82。

壓力開(kāi)關(guān)10的輸出端和開(kāi)關(guān)13的輸出端均與電動(dòng)推桿14的輸入端電連接，開(kāi)關(guān)13的輸入端和壓力開(kāi)關(guān)10的輸入端均與外置電源的輸出端電連接。本文所使用的壓力開(kāi)關(guān)10和電動(dòng)推桿14等均為現(xiàn)有技術(shù)中的常用電子元件，其工作方式及電路結(jié)構(gòu)均為公知技術(shù)，在此不作贅述。

圖2 為圖1的左視結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 為圖1的仰視結(jié)構(gòu)示意圖

2 固定機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

底板1的表面設(shè)有固定機(jī)構(gòu)，承載板8的上表面開(kāi)設(shè)有與固定機(jī)構(gòu)適配的弧形槽81，固定機(jī)構(gòu)包括側(cè)面開(kāi)設(shè)有工字槽的固定座3，工字槽內(nèi)滑動(dòng)設(shè)有工字滑塊2，工字滑塊2上表面設(shè)有固定板4，固定板4的水平段上表面開(kāi)設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置的有螺紋孔，螺紋孔內(nèi)均螺紋連接有固定螺栓41，固定螺栓41的底部轉(zhuǎn)動(dòng)連接有弧形壓板5，在錨桿彎矩測(cè)試時(shí)，固定板4可以移動(dòng)，方便于錨桿的放置，再通過(guò)弧形壓板5固定，可以限制錨桿的滾動(dòng)，另外承載板8上開(kāi)設(shè)的弧形槽81，可以保證在施力后均勻彎曲，且避免側(cè)滑現(xiàn)象發(fā)生，提高了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和安全性。

3 壓力啟停機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

電動(dòng)推桿14的活動(dòng)端設(shè)有壓力啟停機(jī)構(gòu)，壓力啟停機(jī)構(gòu)包括承載板8，承載板8的上表面開(kāi)設(shè)有若干個(gè)均勻分布的光孔，承載板8的下方設(shè)有壓力開(kāi)關(guān)10，壓力開(kāi)關(guān)10的下表面設(shè)有移動(dòng)板12，移動(dòng)板12的上表面設(shè)有若干個(gè)均勻分布且外周側(cè)套有彈簧11的豎桿9，豎桿9活動(dòng)穿插在光孔的內(nèi)部，豎桿9通過(guò)光孔可以對(duì)承載板8進(jìn)行限位，防止承載板8偏移，承載板8不受力時(shí)，彈簧11可以將承載板8和移動(dòng)板12遠(yuǎn)離開(kāi)，防止壓力開(kāi)關(guān)10被誤觸。

4 夾持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

如圖4和圖5所示，頂板7下表面設(shè)有夾持機(jī)構(gòu)，承載板8的中部開(kāi)設(shè)有與夾持機(jī)構(gòu)適配的柱形槽82，夾持機(jī)構(gòu)包括圓盤(pán)71，圓盤(pán)71的下表面開(kāi)設(shè)有與柱形槽82對(duì)應(yīng)設(shè)置的通孔74，圓盤(pán)71內(nèi)部開(kāi)設(shè)有若干矩形槽75，矩形槽75靠近通孔74的側(cè)面與通孔74連通，矩形槽75內(nèi)設(shè)有減震器72，減震器72的移動(dòng)端設(shè)有接觸塊73，接觸塊73與矩形槽75滑動(dòng)接觸，接觸塊73為直角梯形，且斜腰面為接觸塊73的下端面，夾持機(jī)構(gòu)可以在錨桿插入圓盤(pán)71的通孔74內(nèi)后，自動(dòng)地夾持住錨桿，同時(shí)所有的接觸塊73對(duì)錨桿進(jìn)行限位，使錨桿軸線與電動(dòng)推桿14的軸線重合，可以確保在抗壓測(cè)試時(shí)，避免施力的方向偏移。

圖4 為夾持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖5 為圖2中A處的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

5 邊坡支護(hù)錨桿強(qiáng)度測(cè)試裝置的使用方法如下

在使用時(shí)，軸向應(yīng)力測(cè)試：

（1）先將壓力開(kāi)關(guān)10調(diào)試到壓應(yīng)力測(cè)試需要的應(yīng)力閾值，再將待測(cè)試錨桿的一端插入圓盤(pán)71的通孔74中，繼續(xù)推進(jìn)錨桿，錨桿使接觸塊73移動(dòng)，從而減震器72收縮，當(dāng)錨桿不能繼續(xù)推進(jìn)時(shí)，減震器72伸長(zhǎng)，并且推動(dòng)接觸塊73移動(dòng)，所有接觸塊73夾持住錨桿，并對(duì)錨桿定位，觀察錨桿狀態(tài)，錨桿是否傾斜，若錨桿傾斜可以扶正。

（2）確認(rèn)錨桿狀態(tài)正常后，通過(guò)開(kāi)關(guān)13使電動(dòng)推桿14活動(dòng)端上移，帶動(dòng)壓力啟停機(jī)構(gòu)上移，當(dāng)錨桿的另一端接觸到承載板8的柱形槽82后，進(jìn)入加載測(cè)試階段，電動(dòng)推桿14繼續(xù)伸長(zhǎng)，豎桿9從光孔中穿出，彈簧11壓縮，承載板8的下表面接觸到壓力開(kāi)關(guān)10，壓力開(kāi)關(guān)10開(kāi)始受力，當(dāng)壓力開(kāi)關(guān)10受到的應(yīng)力達(dá)到所設(shè)定的閾值后，壓力開(kāi)關(guān)10觸動(dòng)，使電動(dòng)推桿14回縮。

（3）電動(dòng)推桿14完全回縮后，錨桿仍?shī)A持在通孔74中，觀察錨桿狀態(tài)，若錨桿正常證明測(cè)試合格，錨桿損壞證明測(cè)試不合格，下拉錨桿，減震器72帶動(dòng)接觸塊73移動(dòng)，隨后取下錨桿，軸向應(yīng)力測(cè)試完成。

彎應(yīng)力測(cè)試：

（1）將壓力開(kāi)關(guān)10調(diào)試到彎應(yīng)力測(cè)試所需要的壓力閾值，沿工字槽移動(dòng)固定板4，使固定板4遠(yuǎn)離固定座3的豎直板，往固定板4固定座3的豎直板之間放入待測(cè)錨桿，并使錨桿能與承載板8的弧形槽81貼合，同時(shí)錨桿的兩端均長(zhǎng)出于夾持機(jī)構(gòu)和壓力啟停機(jī)構(gòu)的側(cè)面即可。

（2）再次移動(dòng)固定板4，使固定板4的水平板與固定座的豎板接觸，隨后擰動(dòng)固定螺栓41，固定螺栓41推動(dòng)弧形壓板5下移，使弧形壓板5的弧形貼緊錨桿，對(duì)錨桿限位并壓緊，并觀察錨桿狀態(tài)，若錨桿沒(méi)有水平，通過(guò)固定螺栓41調(diào)整，將錨桿調(diào)試水平。

（3）錨桿狀態(tài)正常后，通過(guò)開(kāi)關(guān)13啟動(dòng)電動(dòng)推桿14，電動(dòng)推桿14活動(dòng)端上移，帶動(dòng)壓力啟停機(jī)構(gòu)上移，電動(dòng)推桿14活動(dòng)端持續(xù)上移，豎桿9從光孔中穿出，彈簧11壓縮，承載板8的下表面接觸到壓力開(kāi)關(guān)10，壓力開(kāi)關(guān)10開(kāi)始受力，當(dāng)壓力開(kāi)關(guān)10受到的應(yīng)力達(dá)到所設(shè)定的閾值應(yīng)力后，壓力開(kāi)關(guān)10觸動(dòng)，使電動(dòng)推桿14回縮。

（4）電動(dòng)推桿14回縮后，錨桿仍被固定機(jī)構(gòu)壓緊，觀察錨桿狀態(tài)，若錨桿過(guò)度彎曲測(cè)試不合規(guī)格，錨桿彎曲正常錨桿合格，松動(dòng)固定螺栓41，固定螺栓41上移帶動(dòng)弧形壓板5遠(yuǎn)離錨桿，移動(dòng)固定板4，并取下錨桿，完成彎應(yīng)力測(cè)試。

6 結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的邊坡支護(hù)錨桿強(qiáng)度測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以對(duì)錨桿的軸向應(yīng)力和彎應(yīng)力進(jìn)行受力測(cè)試，功能多樣，且測(cè)試速度快，可以節(jié)約時(shí)間，提高工作效率，操作簡(jiǎn)易，使用方便。