1.一种可调式电子控温三维喷射混凝土性能测试实验装置,其特征在于:包括控制系统、试件夹持系统、加热系统、喷射系统和测试系统,所述控制系统包括控制箱(1)和安装在控制箱(1)内的温度调节器(2);所述试件夹持系统包括设置在控制箱(1)正上方的三面架(3),所述三面架(3)由用于模拟巷道顶面的顶板(3a),用于模拟巷道侧壁的侧板(3b),用于模拟巷道底部的底板(3c)围成,三面架(3)的开口朝向前方,且三面架(3)内腔的四个转角处各设置有一根左右延伸的试件夹持架(4),且每根试件夹持架(4)的左右两端各配备有一个夹持头(6),每个夹持头(6)配备有一个第一水平液压支柱(5)用于推动同一夹持架(4)的两个夹持头(6)靠近或远离,四根试件夹持架(4)共同用于夹持上、后、下三块岩体试样板;所述加热系统包括设置在顶板(3a)、侧板(3b)、底板(3c)上的加热板(7),以及设置在控制箱(1)内的加热器;所述喷射系统包括第二水平液压支柱(8)、风机(9)、集料箱(10)、输料管(11)、旋转喷头(12)、竖直液压支柱(13)和垂向液压推杆,所述第二水平液压支柱(8)的后端滑动安装在控制箱(1)上,并能在垂向液压推杆的驱动下左右滑动,第二水平液压支柱(8)的前端与竖直液压支柱(13)的下端相连用于推动第二水平液压支柱(8)前后运动,竖直液压支柱(13)的上端与输料管(11)的后端相连用于推动输料管(11)上下运动,所述集料箱(10)安装在输料管(11)前端的正上方用于向输料管(11)送料,所述旋转喷头(12)安装在输料管(11)的后端,在旋转喷头(12)上还接有压水管(18),所述旋转喷头(12)能旋转实现向上喷射、向下喷射和向后喷射,在输料管(11)的前端安装有风机(9)用于将输料管(11)内的混凝土由前向后通过气力输送至旋转喷头(12),混凝土在旋转喷头(12)处与压水管(18)送入的压力水混合后,由旋转喷头(12)喷射于上、后、下三块岩体试样板上;
所述测试系统包括放置在喷射系统前方用于拍摄喷射混凝土回弹速率的激光测速仪(14),安装在顶板(3a)、侧板(3b)、底板(3c)内的冲击力传感器(15),安装在上、后、下三块岩体试样板上的应力传感片(16),安装在上、后、下三块岩体试样板上的温度传感器。
2.按照权利要求1所述的可调式电子控温三维喷射混凝土性能测试实验装置,其特征在于:位于下前、下后位置处的所述试件夹持架(4)的夹持头(6)为竖直板(6a);位于上前、上后位置处的试件夹持架(4)的夹持头(6)整体呈“L”形且相对设置,由竖直板(6a)和托板(6b)组成,托板(6b)的长度大于竖直板(6a)的长度;其中,上岩体试样板由上前、上后位置处的试件夹持架(4)的夹持头(6)的竖直板(6a)从左右两侧共同夹持,托板(6b)从左右两端的下方共同托起;后岩体试样板由上后、下后位置处的试件夹持架(4)的夹持头(6)的竖直板(6a)从左右两侧共同夹持;下上岩体试样板由下前、下后位置处的试件夹持架(4)的夹持头(6)的竖直板(6a)从左右两侧共同夹持。
3.按照权利要求1所述的可调式电子控温三维喷射混凝土性能测试实验装置,其特征在于:所述竖直液压支柱(13)的上端与输料管(11)的后端通过转动轴相连,所述输料管(11)能绕转动轴水平转动。
4.按照权利要求1所述的可调式电子控温三维喷射混凝土性能测试实验装置,其特征在于:所述控制箱(1)上还设置有散热孔(1a)、电缆线孔(1b)。
5.按照权利要求1所述的可调式电子控温三维喷射混凝土性能测试实验装置,其特征在于:所述控制箱(1)底部设置有四个带刹车的万向脚轮(17)。
6.按照权利要求4所述的可调式电子控温三维喷射混凝土性能测试实验装置,其特征在于:喷射时,所述旋转喷头(12)距离岩体试样板的喷射距离为0.7m,风机(9)以风压3
0.5MPa和风量10m/min为标准进行选型,风机(9)和压水管(18)中的参数可调,水压选择大于风压0.5MPa~0.55MPa。
7.按照权利要求4所述的可调式电子控温三维喷射混凝土性能测试实验装置,其特征在于:所述输料管(11)前端的内壁倒圆角R。
8.一种可调式电子控温三维喷射混凝土性能测试实验方法,其特征在于,包括权利要求1—7中任一项所述的可调式电子控温三维喷射混凝土性能测试实验装置,步骤如下:A启动装置,根据所选岩体试样板尺寸,将三块岩体试样板置于试件夹持架上,使试件夹持架正好位置对应的加热板上;
B根据岩体试样板的尺寸来计算加热所需要的时间,以及喷射过程中风量;
C启动温度调节器旋钮,将加热温度调节到所需位置;
D待加热达到要求之后,启动喷射系统,进行待喷射;
E将应力传感片置于岩体试样板上,启动激光测速仪和冲击力传感器,然后进行喷射,待喷射结束后,关闭加热系统,使喷射系统远离受喷面,同时进行散热工作,等加热板的温度下降环境温度后,将岩体试样板移出;
F若需模拟多种温度条件,反复操作。