應變電測法在錨桿托盤應力分析中的應用

隨著錨桿支護技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，其已廣泛應用于國內(nèi)外，并成為巷道支護的主要技術(shù)手段?；夭上锏乐饕捎媒M合錨桿支護技術(shù)，以錨桿為主體并輔以鋼帶、托盤等組合構(gòu)件，利用鋼帶和鋼筋托梁等組合構(gòu)件將各根單獨作用的錨桿有效聯(lián)結(jié)起來，共同支護巷道圍巖，提高錨桿支護的整體效果。錨桿構(gòu)件對巷道支護起著十分重要的作用，但對于其受力狀態(tài)研究尚少，本文主要針對錨桿托盤的受力特點進行實驗分析。

測試方法介紹

本文采用應變電測法來進行托盤的試驗應力分析，測力托盤通過應變測量原理測量托盤的受力，使用箔式電阻應變花，將其粘貼在錨桿托盤受力的典型位置上，使用半橋電路測量應變值。

儀器的選擇

如果測量點處于平面應力狀態(tài)，并且主應力的大小和方向均未知，那么在這種情況下，選擇的應變花要能夠得出3個不同方向的正應變，從而得出測點主應力大小和方向。由于托盤的形狀和工作環(huán)境特殊，所以對于應變花的材料和選擇至關(guān)重要，選擇型號JHBX120-3C應變片。儀器選用JHYC靜態(tài)應變儀，全軟件操作，數(shù)據(jù)可實時保存，自動生成報表，精度高，測量結(jié)果準確。

應變花粘貼位置

由于在靠近圍巖一側(cè)容易受到圍巖的擠壓摩擦而導致應變花破壞，所以應變花僅貼在外側(cè)。溫度補償片貼于獨立且不受力的鐵片上。為了測量方便，對應變花粘貼位置進行編號，托盤平面上從托盤左下角起順時針分別為1^#、2^#、3^#、4^#、5^#、6^#、7^#、8^#測點，托盤弧面上從上起逆時針分別為9^#、10^#、11^#、12^#測點，其中9^#、11^#測點在拱高的1/3處，10^#、12^#測點在拱高1/2處。

托盤受力試驗檢測

由于托盤配合鋼帶使用具有良好的效果，且托盤與鋼帶接觸一般為面接觸。因此，本次主要檢測托盤在剛性接觸面上的受力情況。首先，將制作好的測力托盤放在試驗臺上，在試驗臺下方安裝一載荷傳感器，使用扭矩倍增器和扭矩扳手逐步施加載荷，當傳感器顯示載荷每增加10KN時，停止加載并使用JHYC應變儀來接收應變數(shù)據(jù)。

檢測數(shù)據(jù)分析

根據(jù)測得數(shù)據(jù)可得出以下結(jié)論：

1. 錨桿托盤在130-140KN時屈服，屈服后錨桿托盤應力及應變發(fā)生顯著變化。

2. 屈服前錨桿托盤最大應力值為550MPa，且各測點主要以壓應力為主；屈服后托盤最大應力都急劇增加。

3. 當載荷一定時，錨桿托盤拱部的應變與最大應力均大于托盤平面部分，由此得出拱部為托盤主要承載區(qū)。

4. 屈服前錨桿托盤平面部分四角處與托盤四邊中心處的最大應力相差不多，屈服后托盤四邊中心處最大應力。