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专利号: 2014102054627
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 教育;密码术;显示;广告;印鉴
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种沿空留巷锚固矸石墙承载性能的模拟测试装置,其特征在于,它由充填槽、锚固充填体、承压板和位移测量装置组成,锚固充填体放置在充填槽中,承压板沉入充填槽后搁置在锚固充填体上,位移测量装置活动安装在充填槽上并与锚固充填体贴紧,其中:所述的充填槽是由底钢板和两侧的侧钢板构成的U型槽,侧钢板顶部再用加固钢带固紧,从而形成一个两侧面封闭的充填槽;

所述的锚固充填体由多个充填袋、锚杆和钢带构成;充填袋按模拟充填体的高度和宽度堆砌在充填槽内形成充填墙体,堆砌时上下层交错压茬,纵向钢带和横向钢带紧贴充填墙体的前、后立面;横向钢带和纵向钢带的重叠交叉处加工有通孔;上述的锚杆从前立面钢带通孔穿过充填袋从后立面钢带通孔中穿出,两端用螺母固定,从而构成锚固充填体;

所述的承压板是一个厚度不小于5mm的钢板,承压板压在充填体上表面处;

所述的位移测量装置包括固定在充填槽两侧的纵向套筒和卡尺支架,卡尺支架是一个与充填槽长度相匹配的平面框架,平面框架上设有卡尺槽,平面框架的两端设有纵向伸出的纵向杆,纵向杆上加工有螺纹,纵向杆穿过纵向套筒使卡尺支架安装在充填槽上,并在纵向杆上拧上限位螺母,在卡尺槽中水平插入卡尺,插入后卡尺应与充填袋靠紧。

2.如权利要求1所述的沿空留巷锚固矸石墙承载性能的模拟测试装置,其特征在于,所述的锚杆用锚索替代。

3.一种利用权利要求1或2所述的模拟测试装置对沿空留巷锚固矸石墙承载性能进行测试的方法,其特征在于,第一步,制作模拟测试装置;

第1.1步,制作锚固充填体;

第1.1.1步,将模拟充填体材料的颗粒装入布袋中,并封口形成充填袋,将充填袋按模拟充填体的高度和宽度堆砌在充填槽内,堆砌时上下层交错压茬,不够一整袋的位置,用半袋填充,将有缝隙的地方用充填体颗粒填实,使表面平整;

第1.1.2步,将纵向钢带和横向钢带紧贴充填墙体的前、后立面,将锚杆或锚索穿过前后立面纵向钢带和横向钢带的通孔后用螺母固紧,对充填袋施加一定的预紧力,安装锚杆或锚索时边充填边安装;

第1.2步,在充填体上表面安放上承压板;

第1.3步,安装位移测量装置;

将卡尺支架的纵向杆穿过套筒,从而使卡尺支架安装在充填槽上,并在纵向杆上拧上限位螺母,在卡尺槽中水平插入卡尺,使卡尺与充填体贴紧;

第二步,将上述制作安装好的模拟测试装置放到压力试验机底座上,启动压力试验机,当承压板与压力试验机的传力支柱刚好接触时,记录下卡尺的初始读数;然后开始加载,在加载压缩过程中,充填墙体变形,将卡尺向外推移;此时每隔一定时间,记录一次卡尺移动距离,以及相应的载荷值和充填袋的轴向变形值;

第三步,通过载荷值和位移值换算出加载过程中不同时刻的充填体应力值σ及轴向应变值ε1和横向应变值ε2;

应力换算公式如下:

式中:

a—承压板与充填体接触面的长度,mm;

b—承压板宽度,mm;

pi—第i次试验机施加的载荷,KN;

轴向应变换算公式如下:

式中:

ui—第i次试验机轴向位移值,mm;

u0—试验机轴向初始位移值,mm;

h—测试之前的充填墙体高度,mm;

横向应变换算公式如下:

式中:

li—第i次卡尺读数值,mm;

l0—卡尺初始读数值,mm;

d—测试之前的充填墙体宽度,mm;

根据(1)、(2)、(3)式计算得到i个充填体应力值σ及轴向应变值ε1和横向应变值ε2,然后再把i个σ和ε1、ε2值做出加载过程中充填体的应力-应变关系曲线,从而计算出横向锚固矸石墙的抗压强度、泊松比和变形模量承载性能参数。