(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 202210687544.4 (22)申请日 2022.06.16 (71)申请人 华北水利水电大 学 地址 450011 河南省郑州市金 水区北环路 36号 (72)发明人 徐荣超　王怡博　董金玉　于怀昌　 孙常新　陈伟　李震　孟凡震　 郑允　 (74)专利代理 机构 青岛锦佳专利代理事务所 (普通合伙) 37283 专利代理师 黄钰 (51)Int.Cl. G01N 3/303(2006.01) G01N 3/04(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种用于锚杆抗冲击性测试的试验装置及 方法 (57)摘要 本发明提供了一种用于锚杆抗冲击性测试 的试验装置及方法， 涉及岩 土工程室内测试技术 领域。 该用于锚杆抗冲击性测试的试验装置， 包 括支撑平台、 第一夹持器、 第二夹持器、 待测锚 杆、 待测固定材料、 立架、 围压施加单元、 径向冲 击单元、 轴向冲击单元和轴向受载单元。 本发明 的一种用于锚杆抗冲击性测试的试验装置及方 法， 可以对不同型号的待测锚 杆并针对设定规格 的待测固定材料， 在设定等级冲击作用下对待测 锚杆进行抗冲击性测试； 试验装置结构简单， 便 于操作人员进行试验操作， 可以方便地探究锚 杆 抗冲击性的影响因素。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 114993859 A 2022.09.02 CN 114993859 A 1.一种用于锚杆抗冲击性测试的试验装置， 其特征在于： 包括支撑平台、 第一夹持器、 第二夹持器、 待测锚杆、 待测固定材料、 立架、 围压施加单元、 径向冲击单元、 轴向冲击单元 和轴向受载 单元； 所述支撑平台上依次设置所述第 一夹持器和所述第 二夹持器， 所述第 一夹持器上设置 有第一夹持部， 所述第二夹持器上设置有第二夹持部； 所述待测锚杆的一侧位于所述第 一夹持部 内， 所述待测锚杆的另一侧位于所述第 二夹 持部内， 所述待测锚杆的外表面贴敷有应变片， 所述待测锚杆与所述第一夹持部之间以及 所述待测锚杆与所述第二夹持部之间填充所述待测固定材 料； 所述立架上设置所述围压施加单元， 所述围压施加单元作用于所述第一夹持器， 以对 所述待测锚杆的一侧施加围压； 所述立架上设置所述径向冲击单元， 所述径向冲击单元包括滑座、 第 一提升机、 第一触 发控制器、 第一牵引绳和 第一冲击锤， 所述滑座滑动连接于所述立架上， 所述滑座可经限位 机构锁定于所述立架上， 所述滑座上布置所述第一提升机和所述第一触发控制 器， 所述第 一提升机经第一牵引绳连接所述第一冲击锤， 所述第一冲击锤沿着竖直方向移动， 所述第 一提升机经第一牵引绳提升所述第一冲击锤至 设定高度， 所述第一触发控制器用于解除所 述第一提升机对第一牵引绳的牵引， 以使所述第一冲击锤向下坠落作用于所述第二夹持 器， 对所述待测锚杆的另一侧的径向施加冲击作用力； 所述立架上设置所述轴向冲击单元， 所述轴向冲击单元包括第二提升机、 第二触发控 制器、 第二牵引绳和 第二冲击锤， 所述立架上布置所述第二提升机和所述第二触发控制器， 所述第二 提升机经第二牵引绳连接所述第二冲击锤， 所述第二冲击锤沿着竖直方向移动； 所述轴向受载单元包括接头器、 第 三牵引绳、 定滑轮和冲击座， 所述接头器连接所述待 测锚杆的末端， 所述第三牵引绳的一端连接所述接头器， 所述第三牵引绳经所述定滑轮变 向， 所述第三牵引绳的另一端连接所述冲击座， 所述冲击座沿着竖直方向移动， 所述冲击座 位于所述第二冲击锤的下 方位置； 所述第二提升机经第 二牵引绳提升所述第 二冲击锤至设定高度， 所述第 二触发控制器 用于解除所述第二提升机对第二牵引绳的牵引， 以使 所述第二冲击锤向下坠落作用于所述 冲击座， 所述冲击座经第三牵引绳作用于 接头器， 对所述待测锚杆的轴向施加冲击作用力。 2.根据权利要求1所述的一种用于锚杆抗冲击性测试的试验装置， 其特征在于： 所述第 一夹持器包括第一下夹持座和第一上夹持座， 所述第一下夹持座设置于所述支撑平台上， 所述第一上夹持座位于所述第一下夹持座的上方位置， 所述第一下夹持座和所述第一上夹 持座共同包围的空间设置为所述第一夹持部， 所述第一上夹持座滑动连接所述支撑平台 上， 所述第一上夹持座可相对于所述支撑平台沿竖直方向移动。 3.根据权利要求2所述的一种用于锚杆抗冲击性测试的试验装置， 其特征在于： 所述围 压施加单元包括加载千斤顶、 加载压头和压力传感器， 所述压力传感器的感测端连接所述 加载千斤顶的注油端， 所述加载千斤顶沿着竖直方向布置， 所述加载千斤顶的缸体端设置 于所述立架上， 所述加载千斤顶的伸缩端设置所述加载压头， 所述加载压头位于所述第一 上夹持座的上方位置， 所述加载千斤顶的伸缩端相对于缸体端伸出， 以使加载压头作用于 所述第一上夹持座上。 4.根据权利要求1所述的一种用于锚杆抗冲击性测试的试验装置， 其特征在于： 所述第权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114993859 A 2二夹持器包括气囊、 第二下夹持座和 第二上夹持座， 所述气囊设置于所述支撑平台上， 所述 气囊连接有充气单元， 所述第二下夹持座位于所述气囊的上方位置， 所述第二下夹持座滑 动连接所述支撑平台上， 所述第二下夹持座相对于所述支撑平台沿竖直方向移动， 所述第 二上夹持座位于所述第二下夹持座的上方位置， 所述第二下夹持座和所述第二上夹持座共 同包围的空间设置为第二夹持部， 所述第二上夹持座滑动连接所述支撑平台上， 所述第二 上夹持座相对于所述支撑平台沿竖直方向移动。 5.根据权利要求1所述的一种用于锚杆抗冲击性测试的试验装置， 其特征在于： 所述滑 座的底部 设置有导向柱， 所述导向柱沿着竖直方向伸展， 所述第一冲击锤上开设上、 下贯通 的第一通孔， 所述导向柱穿过所述第一通孔， 所述第一冲击锤经第一通孔滑动配合所述导 向柱。 6.根据权利要求1所述的一种用于锚杆抗冲击性测试的试验装置， 其特征在于： 所述第 二冲击锤 上开设上、 下贯通的第二通孔， 所述第三牵引绳穿过所述第二通孔， 所述第二冲击 锤经第二 通孔滑动配合所述第三牵引绳。 7.根据权利要求1所述的一种用于锚杆抗冲击性测试的试验装置， 其特征在于： 所述限 位机构包括第一限位孔、 第二限位孔和限位销， 所述第一限位孔开设于所述滑 座上， 所述第 二限位孔设置为多个， 多个所述第二限位孔依 次开设于立架上， 多个所述第二限位孔位于 滑座滑动的路径上， 所述限位销连接所述第一限位 孔和其中一个第二限位 孔。 8.根据权利要求1所述的一种用于锚杆抗冲击性测试的试验装置， 其特征在于： 还包括 控制单元， 所述控制单元分别经信号线缆连接第一提升机、 第一触发控制器、 第二提升机和 第二触发控制器。 9.根据权利要求1所述的一种用于锚杆抗冲击性测试的试验装置， 其特征在于： 所述接 头器与待测锚杆 连接的一端设置有螺纹孔， 所述待测锚杆的末端螺纹连接 于所述螺纹孔。 10.一种用于锚杆抗冲击性测试的方法， 其特征在于： 应用权利要求1至9任一项所述的 用于锚杆抗冲击性测试的试验 装置， 所述方法如下： 步骤1、 选择设定型号的待测锚杆， 选择设定规格的待测固定材 料； 步骤2、 调节第 二夹持部与第 一夹持部处于同一轴 线位置， 将待测锚杆的一侧布置于第 一夹持部内， 将待测锚杆的另一侧布置于第二夹持部内， 在待测锚杆的外表面贴敷应变片， 在待测锚杆与第一夹持部之 间以及待测锚杆与第二夹持部之间填充待测固定材料， 将接头 器连接待测锚杆的末端； 步骤3、 由围压施加单 元作用于第一夹持器， 以对待测锚杆的一侧施加围压； 步骤4、 选择设定重量的第 一冲击锤， 由第一提升机经第 一牵引绳提升第 一冲击锤至设 定高度， 第一触发控制 器解除第一提升机对第一牵引绳的牵引， 第一冲击锤向下坠落作用 于第二夹持器， 对待测锚杆的另一侧不同位置的径向施加冲击作用力； 选择设定重量的第二冲击锤， 由第二提升机经第二牵引绳提升第二冲击锤至设定高 度， 第二触发控制器解除第二提升机对第二牵引绳的牵引， 第二冲击锤向下坠落作用于冲 击座， 对待测锚杆的轴向施加冲击作用力； 步骤5、 拆卸下待测锚杆， 观测待测锚杆的破坏形态， 通过应变片表征待测锚杆所受的 冲击作用力。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114993859 A 3