(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210714096.2 (22)申请日 2022.06.22 (71)申请人 中煤科工开采研究院有限公司 地址 100013 北京市朝阳区青年沟路5号煤 炭科学研究总院天地大厦 (72)发明人 吴拥政　周鹏赫　山世昌　孙卓越　 (74)专利代理 机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 专利代理师 刘艳 (51)Int.Cl. G01N 3/303(2006.01) G01N 3/12(2006.01) G01N 3/08(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01N 3/04(2006.01)G01M 7/08(2006.01) (54)发明名称 锚杆轴向力学性能测试装置与方法 (57)摘要 本发明提供一种锚杆轴 向力学性能测试装 置与方法， 所述锚杆轴向力学性能测试装置包 括： 主机架、 动载加载装置、 静载加载装置及应变 传感器； 主机架固定有待测锚杆； 动载加载装置 包括反力座和冲击组件， 所述反力座用于与所述 待测锚杆的一端连接， 所述冲击组件套设于所述 待测锚杆的外侧， 并与所述主机架滑动连接， 所 述冲击组件相对于所述反力座靠近并对所述反 力座施加冲击载荷； 静载加载装置分别与所述主 机架和所述反力座连接， 用于对 所述反力座施加 轴向静载荷； 应变传感器设于所述待测锚杆的外 表面， 用于监测所述待测锚杆的应变数据。 本发 明可以监测在静载、 动载及动静载组合下锚 杆的 力学性能， 为巷道锚杆支护提供有力的试验基 础。 权利要求书2页 说明书10页 附图4页 CN 115165621 A 2022.10.11 CN 115165621 A 1.一种锚杆轴向力学性能测试装置， 其特 征在于， 包括： 主机架， 用于固定待测锚杆； 动载加载装置， 包括反力座和冲击组件， 所述反力座用于与所述待测锚杆的一端连接， 所述冲击组件用于沿所述待测锚杆的延伸方向朝向靠近所述反力座的一侧移动， 以对所述 反力座施加冲击载荷； 静载加载装置， 连接于所述主机架和所述反力座之间， 用于沿所述待测锚杆的延伸方 向对所述反力座施加静载荷； 应变传感器， 设于所述待测锚杆 上。 2.根据权利要求1所述的锚杆轴向力学性能测试装置， 其特征在于， 所述冲击组件包 括： 主锤体， 套设于所述待测锚杆的外侧， 所述待测锚杆 呈竖直分布； 提锤装置， 可移动地设于所述主机架上， 适于与所述主锤体连接或分离； 驱动装置， 与所述 提锤装置连接， 适于驱动所述 提锤装置竖向滑动； 所述反力座用于与 所述待测锚杆的下端连接， 所述主锤体用于沿所述待测锚杆的延伸 方向下落， 以对所述反力座施加冲击载荷。 3.根据权利要求2所述的锚杆轴向力学性能测试装置， 其特征在于， 所述静载加载装置 包括： 加载箱， 与所述主机架固定连接， 所述待测锚杆的下端延伸至所述加载箱内； 加载立柱， 与所述加载箱固定连接， 并与所述反力座朝向所述主锤体的一侧面相抵接， 所述加载立柱能够伸缩调节； 伺服加载机构， 与所述加载立柱电连接； 其中， 所述反力座的至少部分设于所述加载箱内， 所述反力座的下表面与所述加载箱 的底面具有间距。 4.根据权利要求3所述的锚杆轴向力学性能测试装置， 其特 征在于， 包括： 所述反力座包括第 一托台和第 二托台， 所述第 一托台和所述第 二托台沿所述待测锚杆 的延伸方向上、 下排布， 所述第一托台的下表面与所述第二托台的上表面相连接， 所述第一 托台的水平宽度小于所述第二 托台的水平宽度； 所述加载立柱包括多根， 多根所述加载立柱沿所述第 一托台的周向均布于所述第 二托 台的朝向所述主锤体的一侧； 所述反力座的中心设有贯穿孔， 所述待测锚杆的一端向下延伸并依次穿过所述第 一托 台和所述第二 托台。 5.根据权利要求4所述的锚杆轴向力学性能测试装置， 其特征在于， 所述第 一托台的高 度高于所述加载箱的高度。 6.根据权利要求2所述的锚杆轴向力学性能测试装置， 其特征在于， 还包括第 一缓冲垫 和第二缓冲垫； 所述第一缓冲垫设于所述反力座的上表面和所述主锤体的下表面当中的至少一者； 所 述第二缓冲垫设于所述反力座的下表面和所述加载箱的底面当中的至少一 者。 7.根据权利要求2所述的锚杆轴向力学性能测试装置， 其特征在于， 还包括夹具组件， 所述夹具组件 包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115165621 A 2第一夹具， 与所述主机架 的顶板和所述待测锚杆的上端连接， 用于对所述待测锚杆的 上端夹紧固定； 所述第一夹具设置有外锥面， 所述第一夹具 的上端面的面积大于所述第一 夹具的下端面的面积； 夹具托盘， 内开设有第一锥形孔； 所述第一锥形孔设置有与所述第一夹具的外锥面配 合的内锥面， 所述第一夹具设置 于第一锥形孔内。 8.根据权利要求7所述的锚杆轴向力学性能测试装置， 其特征在于， 所述夹具组件还包 括： 第二夹具， 与所述待测锚杆的下端连接， 所述第 二夹具设置有外锥面， 所述第 二夹具的 上端的端面 面积小于所述第二夹具的下端的端面 面积； 所述反力座的贯穿孔背离所述主锤体一端开设有第 二锥形孔， 所述第 二锥形孔设置有 与第二夹具 的外锥面配合的内锥面， 所述第二夹具设置于所述第二锥形孔内， 所述待测锚 杆的下端穿入所述 贯穿孔与所述第二夹具 连接。 9.根据权利要求3所述的锚杆轴向力学性能测试装置， 其特征在于， 还包括图像采集装 置； 所述加载箱 的侧壁设有可视窗， 所述待测锚杆的下端设于所述可视窗的一侧， 所述图 像采集装置设置于所述可视窗的另一侧， 所述图像采集装置用于采集所述待测锚杆的图 像。 10.一种采用根据权利要求1至9中任一项所述的锚杆轴向力学性 能测试装置的测试方 法， 其特征在于， 包括： 获取预设静载值和预设动载值； 控制所述静载加载装置按照所述预设静载值对所述反力座施加静载荷； 控制所述冲击组件按照所述预设动载值对所述反力座施加冲击载荷； 获取所述应变传感器监测到的实验数据。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115165621 A 3