本發(fā)明涉及一種實(shí)驗(yàn)臺(tái)，特別是涉及一種用于測(cè)試錨桿支護(hù)效果的實(shí)驗(yàn)臺(tái)；本發(fā)明還涉及一種利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)測(cè)試錨桿系統(tǒng)支護(hù)效果的方法。

背景技術(shù)：

在采礦、隧道、地鐵等地下空間工程中，利用錨桿支護(hù)錨固圍巖的應(yīng)用十分廣泛，對(duì)錨桿支護(hù)效果的檢驗(yàn)也是工程設(shè)計(jì)中重要的一部分。錨桿對(duì)圍巖的錨固作用，不是單個(gè)錨桿實(shí)現(xiàn)的，而是錨桿系統(tǒng)中的多個(gè)錨桿相互作用實(shí)現(xiàn)的。

現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)錨桿支護(hù)效果的模擬是以局部單個(gè)錨桿為對(duì)象，還沒(méi)有能對(duì)錨桿系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M的裝置和方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可對(duì)整個(gè)錨桿系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M的相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)；本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種錨桿支護(hù)效果實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法，其利用上述實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)錨桿系統(tǒng)進(jìn)行支護(hù)效果實(shí)驗(yàn)測(cè)試，具有測(cè)試簡(jiǎn)單、測(cè)試得到的數(shù)據(jù)更可靠的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架及設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架內(nèi)的兩組頂部加壓油缸組、兩組側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)和一組錨桿支護(hù)系統(tǒng)，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架為矩形框架，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架包括底座、頂部擋板、左側(cè)擋板、右側(cè)擋板、多個(gè)外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板、多個(gè)內(nèi)側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板，所述底座、頂部擋板、左側(cè)擋板、右側(cè)擋板圍成所述矩形框架，多個(gè)外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板設(shè)置在矩形框架的前側(cè)，多個(gè)內(nèi)側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板設(shè)置在矩形框架的后側(cè)，所述頂部加壓油缸組前后布置并間隔固定在頂部擋板的底部，兩組側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架內(nèi)前后間隔布置，每組所述側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)包括側(cè)向位置液壓驅(qū)動(dòng)油缸組、側(cè)向加壓油缸組、移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)、側(cè)向加壓擋板，所述側(cè)向位置液壓驅(qū)動(dòng)油缸組的和所述側(cè)向加壓油缸組的均平行于底座設(shè)置，所述移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)和所述側(cè)向加壓擋板均垂直于底座設(shè)置，所述移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)的下端、所述側(cè)向加壓擋板的下端分別與所述底座滑動(dòng)連接，所述側(cè)向位置液壓驅(qū)動(dòng)油缸組的一端固定在左側(cè)擋板的右側(cè)面，所述側(cè)向位置液壓驅(qū)動(dòng)油缸組的另一端固定在所述移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)的左側(cè)面，所述側(cè)向加壓油缸組的一端固定在所述移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)的右側(cè)面，所述側(cè)向加壓油缸組的另一端固定在所述側(cè)向加壓擋板的左側(cè)面，多個(gè)所述外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板并排設(shè)置且外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板的兩端分別與所述移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)和所述右側(cè)擋板連接，多個(gè)所述內(nèi)側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板并排設(shè)置且內(nèi)側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板的兩端分別與所述移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)和所述右側(cè)擋板連接，錨桿支護(hù)系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)框架內(nèi)布置，所述錨桿支護(hù)系統(tǒng)包括間隔布置的多個(gè)T型托架、上蓋板、下托板，所述T型托架的豎直段的下端與底座固定連接，多個(gè)所述T型托架的水平段位于同一高度，所述下托板支撐在多個(gè)所述T型托架的水平段的上方，所述上托板平行于下托板設(shè)置且位于所述下托板的上方，所述側(cè)向加壓擋板、上蓋板、下托板、右側(cè)擋板、外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板、內(nèi)側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板之間形成模擬材料承載空間。

本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其中，每組所述側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)還包括豎直設(shè)置的鎖緊推桿，所述鎖緊推桿為具有多段并可鎖定在任意位置的可伸縮桿，所述鎖緊推桿的下端固定在所述移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)的上端，所述鎖緊推桿的上端與頂部擋板的底部相抵。

本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其中，所述錨桿支護(hù)系統(tǒng)還包括至少兩個(gè)角鐵，兩個(gè)角鐵分別固定連接在側(cè)向加壓擋板和右側(cè)擋板上，兩個(gè)所述角鐵位于同一高度。

本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其中，每組所述頂部加壓油缸組包括8個(gè)第一油缸。

本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其中，每組所述側(cè)向位置液壓驅(qū)動(dòng)油缸組包括3個(gè)第二油缸。

本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其中，每組所述側(cè)向加壓油缸組包括3個(gè)第三油缸。

本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其中，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)用于控制頂部加壓油缸組、側(cè)向位置液壓驅(qū)動(dòng)油缸組、側(cè)向加壓油缸組的啟閉和運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其中，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)用于控制第一油缸、第二油缸、第三油缸的油缸桿的伸縮。

本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)與現(xiàn)有技術(shù)的不同之處在于本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括頂部加壓油缸組和側(cè)向加壓油缸組，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)頂部加壓與側(cè)向加壓，更好的對(duì)某些側(cè)壓較大的地質(zhì)條件進(jìn)行模擬，同時(shí)本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括錨桿支護(hù)系統(tǒng)，可對(duì)錨桿的支護(hù)效果進(jìn)行模擬測(cè)試，本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)通過(guò)設(shè)置側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)，使得實(shí)際進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)的長(zhǎng)度和寬度可以調(diào)節(jié)，可以進(jìn)行整個(gè)錨桿支護(hù)系統(tǒng)的三維模擬實(shí)驗(yàn)。

本發(fā)明錨桿支護(hù)效果實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法，其采用上述實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括以下步驟：步驟1、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)頂板條件，按一定巖塊粒徑配置用于模擬頂板巖體、煤體的模擬材料，按照設(shè)計(jì)的錨桿強(qiáng)度，根據(jù)相似關(guān)系制作模擬用的多個(gè)錨桿；步驟2、將實(shí)驗(yàn)臺(tái)調(diào)節(jié)至巷道支護(hù)模擬模式，并將下托板安裝于指定高度以構(gòu)成模擬材料填充空間的底板，安裝外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板和內(nèi)側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板，將步驟1中配比完成的模擬材料注入由前后兩組外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板、及下托板圍成的承載空間，在中間位置加入相似模擬材料層，并將多個(gè)應(yīng)力傳感器埋入相似模擬材料層中，將上蓋板覆蓋安裝于承載空間頂部，之后加壓壓實(shí)；步驟3、根據(jù)錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方案，安裝錨桿；步驟4、將上蓋板和下托板拆卸，啟動(dòng)頂部加壓油缸組和/或側(cè)向加壓油缸組對(duì)模擬材料及錨桿形成的模型進(jìn)行加壓，根據(jù)應(yīng)力傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)錨桿支護(hù)效果的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。

本發(fā)明錨桿支護(hù)效果實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法，其中，所述步驟2中，上蓋板的下表面和下托板上表面均設(shè)置有多個(gè)可插拔的孔口開(kāi)關(guān)片。

本發(fā)明錨桿支護(hù)效果實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法與現(xiàn)有技術(shù)的不同之處在于本發(fā)明中利用的裝置為上述實(shí)驗(yàn)臺(tái)，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)的實(shí)驗(yàn)長(zhǎng)度和寬度可以調(diào)節(jié)，能實(shí)現(xiàn)三維模擬實(shí)驗(yàn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)錨桿系統(tǒng)的三維模擬實(shí)驗(yàn)，利用上述實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)錨桿系統(tǒng)進(jìn)行支護(hù)效果實(shí)驗(yàn)測(cè)試，測(cè)試簡(jiǎn)單，本發(fā)明可以測(cè)得錨桿系統(tǒng)中多個(gè)錨桿的錨固力的疊加影響區(qū)的數(shù)據(jù)，測(cè)試得到的數(shù)據(jù)更可靠。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)作進(jìn)一步說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)的主視圖；

圖2為本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)中側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)分布示意圖；

圖3為本發(fā)明錨桿支護(hù)效果實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法中模擬用錨桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明錨桿支護(hù)效果實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法中下托板上孔口開(kāi)關(guān)片的分布示意圖；

圖5為本發(fā)明錨桿支護(hù)效果實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法中錨桿錨固參數(shù)測(cè)試方法的原理圖，也是本發(fā)明錨桿支護(hù)效果實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法中應(yīng)用的模擬材料與錨桿的模型示意圖。

其中：1-實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架，11-底座，12-頂部擋板，13-左側(cè)擋板，14-右側(cè)擋板，15-外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板，15’-內(nèi)側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板，2-頂部加壓油缸組，3-側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)，31-側(cè)向位置液壓驅(qū)動(dòng)油缸組，32-側(cè)向加壓油缸組，33-移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)，34-側(cè)向加壓擋板，35-鎖緊推桿，4-錨桿支護(hù)系統(tǒng)，41-T型托架，42-下托板，43-角鐵，44-上蓋板，45-錨桿安裝孔，46-孔口開(kāi)關(guān)片，102-錨桿排間距，103-錨固巖體厚度，104-雙端固定錨桿，105-錨桿桿體，106-錨桿頭，108-緊固螺母，109-錨桿托盤(pán)，111-原始應(yīng)力區(qū)，201-應(yīng)力傳感器，202-相似模擬材料層，203-錨固力邊界線，204-單個(gè)錨桿錨固力影響區(qū)，205-錨固力疊加影響區(qū)。

具體實(shí)施方式

結(jié)合圖1和圖2所示，本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架1、兩組頂部加壓油缸組2、兩組側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)3、錨桿支護(hù)系統(tǒng)4、控制系統(tǒng)，圖中未示出控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)用于控制頂部加壓油缸組2、側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)3的啟閉和動(dòng)作，兩組頂部加壓油缸組2、兩組側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)3和錨桿支護(hù)系統(tǒng)4均設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架1內(nèi)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架1為矩形框架，實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架1包括底座11、頂部擋板12、左側(cè)擋板13、右側(cè)擋板14、多個(gè)外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15、多個(gè)內(nèi)側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15’，底座11、頂部擋板12、左側(cè)擋板13、右側(cè)擋板14圍成矩形框架，多個(gè)外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15設(shè)置在矩形框架的外側(cè)，多個(gè)內(nèi)側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15’設(shè)置在矩形框架的內(nèi)側(cè)，每組頂部加壓油缸組2包括8個(gè)第一油缸，每組側(cè)向位置液壓驅(qū)動(dòng)油缸組31包括3個(gè)第二油缸，每組側(cè)向加壓油缸組32包括3個(gè)第三油缸。

結(jié)合圖1和圖2所示，兩組頂部加壓油缸組2前后布置并間隔固定在頂部擋板12的底部，兩組側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)3在實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架1內(nèi)前后間隔布置，每組側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)3包括側(cè)向位置液壓驅(qū)動(dòng)油缸組31、側(cè)向加壓油缸組32、移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33、側(cè)向加壓擋板34，側(cè)向位置液壓驅(qū)動(dòng)油缸組31的和側(cè)向加壓油缸組32的均平行于底座11設(shè)置，移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33和側(cè)向加壓擋板34均垂直于底座11設(shè)置，移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33的下端、側(cè)向加壓擋板34的下端分別與底座11滑動(dòng)連接，側(cè)向位置液壓驅(qū)動(dòng)油缸組31的一端固定在左側(cè)擋板13的右側(cè)面，側(cè)向位置液壓驅(qū)動(dòng)油缸組31的另一端固定在移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33的左側(cè)面，側(cè)向加壓油缸組32的一端固定在移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33的右側(cè)面，側(cè)向加壓油缸組32的另一端固定在側(cè)向加壓擋板34的左側(cè)面，底座11上設(shè)置有軌道，移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33的下端、側(cè)向加壓擋板34的下端均設(shè)置有滑槽，滑槽與軌道配合使得移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33和側(cè)向加壓擋板34可在底座11上滑動(dòng)，側(cè)向位置液壓驅(qū)動(dòng)油缸組31可以驅(qū)動(dòng)移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33在底座11上滑動(dòng)，側(cè)向加壓油缸組32的伸縮可帶動(dòng)側(cè)向加壓擋板34在底座11上滑動(dòng)。

結(jié)合圖1和圖2所示，多個(gè)外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15并排設(shè)置且外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15的兩端分別與移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33和右側(cè)擋板14連接，多個(gè)內(nèi)側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15’并排設(shè)置且內(nèi)側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15’的兩端分別與移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33和右側(cè)擋板14連接，錨桿支護(hù)系統(tǒng)4在實(shí)驗(yàn)框架1內(nèi)布置，錨桿支護(hù)系統(tǒng)4包括間隔布置的多個(gè)T型托架41、上蓋板44、下托板42，T型托架41的豎直段的下端與底座11固定連接，多個(gè)T型托架41的水平段位于同一高度，下托板42支撐在多個(gè)T型托架41的水平段的上方，上蓋板44平行于下托板42設(shè)置且位于下托板42的上方，側(cè)向加壓擋板34、上蓋板44、上托板42、右側(cè)擋板14、外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15、內(nèi)側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15’之間形成模擬材料承載空間。

如圖1和圖2所示，每組側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)3還包括豎直設(shè)置的鎖緊推桿35，鎖緊推桿35為具有多段并可鎖定在任意位置的可伸縮桿，鎖緊推桿35的下端固定在移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33的上端，鎖緊推桿35的上端與頂部擋板12的底部相抵。

如圖1、圖2所示，錨桿支護(hù)系統(tǒng)4還包括至少兩個(gè)角鐵43，兩個(gè)角鐵43分別固定連接在側(cè)向加壓擋板34和右側(cè)擋板14上，兩個(gè)角鐵43位于同一高度，下托板42可支撐在T型托架上且其兩端可以卡在兩個(gè)角鐵43上，兩個(gè)角鐵43具有卡住下托板42使其不向上竄動(dòng)的作用，此外，在進(jìn)行錨桿支護(hù)效果模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，裝好錨桿一段時(shí)間后需要將下托板42拆卸下來(lái)，此時(shí)，兩個(gè)角鐵43將對(duì)模擬材料的下邊緣起到支撐作用，用以模擬真實(shí)情況下的邊界條件。

控制系統(tǒng)用于控制頂部加壓油缸組、側(cè)向位置液壓驅(qū)動(dòng)油缸組、側(cè)向加壓油缸組的啟閉和運(yùn)動(dòng)?？刂葡到y(tǒng)可控制第一油缸、第二油缸、第三油缸的油缸桿的伸縮。結(jié)合圖1和圖2所示，兩組頂部加壓油缸組2前后布置并間隔固定在頂部擋板12的底部，每組頂部加壓油缸組2中的8個(gè)第一油缸的缸筒固定在頂部擋板12的底部，第一油缸豎直設(shè)置，每組側(cè)向位置液壓驅(qū)動(dòng)油缸組31中的第二油缸均水平且間隔設(shè)置，第二油缸的缸筒均與左側(cè)擋板13固定連接，第二油缸的油缸桿的端部均與移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33的左側(cè)面固定，每組側(cè)向加壓油缸組32中的3個(gè)第三油缸均水平且間隔設(shè)置，第三油缸的缸筒均與移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)的右側(cè)面固定連接，第三油缸的油缸桿的端部均與側(cè)向加壓擋板34固定連接，側(cè)向位置液壓驅(qū)動(dòng)油缸組31中的第一油缸伸縮可驅(qū)動(dòng)移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)在底座1上滑動(dòng)。本發(fā)明實(shí)驗(yàn)臺(tái)中兩組側(cè)向位置液壓驅(qū)動(dòng)油缸組31之間由控制系統(tǒng)獨(dú)立控制，每組側(cè)向位置液壓驅(qū)動(dòng)油缸組31內(nèi)的第一油缸由控制系統(tǒng)同步控制；多組側(cè)向加壓油缸組32之間由控制系統(tǒng)獨(dú)立控制，每組側(cè)向加壓油缸組32內(nèi)的第三油缸由控制系統(tǒng)同步控制；兩組頂部加壓油缸組2之間由控制系統(tǒng)獨(dú)立控制，每組頂部加壓油缸組2內(nèi)的第一油缸由控制系統(tǒng)控制單獨(dú)供油。

使用時(shí)，本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)中側(cè)向位置液壓驅(qū)動(dòng)油缸組31的第二油缸伸縮，驅(qū)動(dòng)移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33在底座11上左右滑動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)側(cè)向加壓擋板34移動(dòng)，移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33移動(dòng)到適當(dāng)位置時(shí)，鎖定鎖緊推桿35，鎖緊推桿35的上端與頂板擋板12的底部相抵，將移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33的當(dāng)前位置鎖定，防止移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33繼續(xù)移動(dòng)，適當(dāng)位置是指使得實(shí)驗(yàn)臺(tái)寬度適合于實(shí)驗(yàn)的要求。結(jié)合圖1和圖2所示，移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33上設(shè)置有多個(gè)螺栓孔331，右側(cè)擋板14上設(shè)置有多個(gè)螺栓孔141，移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33和右側(cè)擋板14的前側(cè)連接外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15，移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33和右側(cè)擋板14的后側(cè)連接內(nèi)側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15’，外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15的左端和內(nèi)側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15’的左端通過(guò)螺栓16和螺栓孔331與移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33連接，外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15的右端和內(nèi)側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15’的右端通過(guò)螺栓17和螺栓孔141與右側(cè)擋板14連接，多個(gè)外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15并排設(shè)置且相鄰兩個(gè)外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15之間沒(méi)有間隙，多個(gè)內(nèi)側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15’并排設(shè)置且相鄰兩個(gè)內(nèi)側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15’沒(méi)有間隙，側(cè)向加壓擋板34、下托板42、上蓋板44、右側(cè)擋板14、外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15、內(nèi)側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15’之間形成模擬材料承載空間，模擬材料承載空間用于填入相似模擬材料。外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15和內(nèi)側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15’的個(gè)數(shù)可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的高度選擇。

本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)實(shí)驗(yàn)臺(tái)同時(shí)具備二維相似模擬、三維相似模擬的功能，減少了實(shí)驗(yàn)器材成本與占地，提高實(shí)驗(yàn)臺(tái)的利用效率；本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)在進(jìn)行二維相似模擬時(shí)，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)頂部加壓和側(cè)向加壓，能更好的對(duì)某些側(cè)壓較大的地質(zhì)條件進(jìn)行模擬；本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)還可以實(shí)現(xiàn)兩組二維相似模擬實(shí)驗(yàn)的同時(shí)進(jìn)行，提高實(shí)驗(yàn)的工作效率。本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)在進(jìn)行二維模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要安裝內(nèi)側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15’，右側(cè)擋板14可設(shè)置成兩塊分體板，兩塊分體板之間存在間隔，本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行三維相似模擬時(shí)，例如進(jìn)行測(cè)試錨桿系統(tǒng)支護(hù)效果的實(shí)驗(yàn)時(shí)，不需要安裝內(nèi)側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15’，只需要安裝外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15，且需要將右側(cè)擋板14兩塊分體板之間的間隔封閉，兩塊側(cè)向加壓擋板34之間的間隔也需要封閉，這樣才能形成模擬材料承載空間。本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)中內(nèi)側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15’要根據(jù)實(shí)際需要選擇是否安裝。

本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)最重要的作用是用于測(cè)試錨桿系統(tǒng)支護(hù)效果，使用時(shí)，將實(shí)驗(yàn)臺(tái)調(diào)至適當(dāng)位置，將下托板44安裝于指定高度以構(gòu)成模擬材料承載空間的底板，安裝前后兩個(gè)外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15，將已經(jīng)配比完成的模擬材料注入由前后兩組外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15、及下托板42圍成的承載空間，在中間位置加入相似模擬材料層，并將多個(gè)應(yīng)力傳感器埋入相似模擬材料層中，將上托板42覆蓋安裝于承載空間頂部，之后加壓壓實(shí)，再根據(jù)錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方案，安裝錨桿，之后將上蓋板44和下托板42拆卸，啟動(dòng)頂部加壓油缸組和/或側(cè)向加壓油缸組對(duì)模擬材料及錨桿形成的模型進(jìn)行加壓，并記錄應(yīng)力傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)錨桿支護(hù)效果的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。

本發(fā)明錨桿支護(hù)效果實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法，采用的裝置和材料有：1、上述的相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，如圖1所示；2、相似模擬所用的巖石、煤體等模擬材料，該模擬材料以工程現(xiàn)場(chǎng)頂板為參照，符合相似理論得到的參數(shù)；3、相似模擬所用的錨桿104，該錨桿以理論設(shè)計(jì)錨桿為參照，符合相似理論得到的錨桿參數(shù)；4、孔口開(kāi)關(guān)片46，用于相似模擬材料固結(jié)后將孔口開(kāi)關(guān)片46拆除以安裝錨桿104。

結(jié)合圖3-圖5所示，本發(fā)明錨桿支護(hù)效果實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法，包括以下步驟：

步驟1、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)頂板條件，按相似理論配比一定粒徑的用于模擬頂板巖體、煤體的材料，按照設(shè)計(jì)的錨桿強(qiáng)度，根據(jù)相似理論制作模擬用的錨桿104；

步驟2、通過(guò)控制系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)的側(cè)向位置液壓驅(qū)動(dòng)油缸組31啟動(dòng)，使移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33向右側(cè)移動(dòng)并到達(dá)三維模擬狀態(tài)，鎖緊鎖緊推桿35，將下托板42安裝于指定高度以構(gòu)成模擬材料填充空間的底板，安裝前后兩組外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15，將步驟1中配比完成的模擬材料注入由前后兩組外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15、及下托板42圍成的承載空間，在中間厚度位置鋪相似模擬材料層202，并將多個(gè)應(yīng)力傳感器201埋入相似模擬材料層202中，繼續(xù)注入模擬材料直至填滿(mǎn)，將上蓋板44覆蓋安裝于承載空間頂部，之后加壓壓實(shí)；

步驟3、按照設(shè)計(jì)的錨桿布置密度，應(yīng)用相似理論得到模擬實(shí)驗(yàn)的錨桿布置密度，并按照此布置密度，將上蓋板44和下托板42的孔口開(kāi)關(guān)片46抽出，并把錨桿桿體105穿過(guò)錨桿安裝孔45，在頂端錨桿頭106先后安裝防松墊圈109與緊固螺母108，之后在底端錨桿頭106先后安裝錨桿托盤(pán)109與緊固螺母108，依次將所有錨桿安裝完畢；

步驟4、將所有錨桿安裝完畢后，將上蓋板44和下托板42拆卸，啟動(dòng)頂部加壓油缸組2可對(duì)模型頂部施加垂直載荷，啟動(dòng)側(cè)向加壓油缸組32可對(duì)模型側(cè)面施加水平載荷，通過(guò)應(yīng)力傳感器201所監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可以得到錨桿支護(hù)應(yīng)力狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)錨桿支護(hù)效果的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。

步驟2中，可以根據(jù)模擬巖層的厚度增加前后兩組外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15，前后兩組外側(cè)可拆卸活動(dòng)擋板15保持高度一致即可。步驟2中，上蓋板44的下表面和下托板42上表面均設(shè)置有多個(gè)可插拔的孔口開(kāi)關(guān)片46，孔口開(kāi)關(guān)片46用于定位錨桿的安裝位置以安裝錨桿。

本發(fā)明錨桿支護(hù)效果實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法利用上述相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)的實(shí)驗(yàn)長(zhǎng)度和寬度可以調(diào)節(jié)，能實(shí)現(xiàn)三維模擬實(shí)驗(yàn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)錨桿系統(tǒng)的三維模擬實(shí)驗(yàn)，利用上述實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)錨桿系統(tǒng)進(jìn)行支護(hù)效果實(shí)驗(yàn)測(cè)試，測(cè)試簡(jiǎn)單，本發(fā)明可以測(cè)得錨桿系統(tǒng)中多個(gè)錨桿的錨固力的疊加影響區(qū)的數(shù)據(jù)，測(cè)試得到的數(shù)據(jù)更可靠。

本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)及錨桿支護(hù)效果實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法通過(guò)對(duì)錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方案的模擬，以驗(yàn)證方案的可靠性，此外還可進(jìn)一步對(duì)不同巖層賦存條件下如：軟巖、堅(jiān)硬頂板、破碎頂板、一般頂板錨桿支護(hù)方式及支護(hù)機(jī)理進(jìn)行研究，也可對(duì)支護(hù)參數(shù)研究實(shí)驗(yàn)包括錨桿間距，錨固長(zhǎng)度，錨固力等參數(shù)的研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證錨桿支護(hù)原理懸吊、組合拱、組合梁、最大水平應(yīng)力。本發(fā)明提出的錨桿支護(hù)效果的實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上實(shí)現(xiàn)對(duì)錨桿整體支護(hù)效果的物理相模擬，可以對(duì)錨桿的行間距、列間距、錨固深度、預(yù)應(yīng)力大小、錨固強(qiáng)度等多要素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M。

以上的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。