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CN203502301U - 一种用于巷道围岩变形的相似模拟材料实验设备 - Google Patents

一种用于巷道围岩变形的相似模拟材料实验设备 Download PDF

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余伟健
刘迅
陈志堤
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Abstract

本实用新型提供了一种用于巷道围岩变形的相似模拟材料实验设备，包括竖直活动推板、竖直滑道、水平活动推板、水平滑道及试件滑道，所述的竖直滑道、水平滑道及试件滑道固定安装在机架上，所述的试件滑道上设有相似材料试件，所述的竖直活动推板一端安装在竖直滑道内，其上表面与竖直加载装置连接，下表面通过弹簧与相似材料试件连接；所述的水平活动推板一端与水平滑道连接，水平活动推板上设有水平加载装置，并通过弹簧与相似材料试件连接，相似材料试件背向水平活动推板的侧面安装在支撑装置上。本实用新型结构简单、体积小，节省了材料，降低了成本；本实用新型可以考虑侧向应力对煤矿采动损害的作用；能更好的模拟巷道支护的实际工况。

Description

一种用于巷道围岩变形的相似模拟材料实验设备
技术领域
本实用新型涉及一种相似模拟材料实验设备，尤其是涉及一种用于巷道围岩变形的相似模拟材料实验设备。
背景技术
目前，随着采矿工程逐渐向深部进行，研究深部巷道围岩支护相关的课题和项目的研究工作更加需要借助于实验室进行。除了数值模拟软件外，广泛采用的是相似材料模拟实验。通过对岩层、巷(隧)道等相关研究内容的相似模拟，得出有关的技术指标和参数，从而对以上领域的设计和生产实践提供科学依据。
但目前实验室用的相似材料模拟设备大都体积较大，比较笨重，这种大型相似材料模拟设备浪费资源，制造起来耗时耗力。另外，长期以来，国内关于煤矿采动损害的相似材料模拟实验，大多只能模拟垂直受力情况，不能考虑相似材料试件在水平方向上可能受到的挤压力或拉张力，也即忽视了侧向应力对煤矿采动损害的作用。而大量实测资料表明，开采引起的岩层与地表移动是覆岩自重应力和侧向水平应力联合作用的综合效应。综上，由于目前相似材料模拟设备存在的缺点，影响了相似模拟实验数据的准确性。
发明内容
为了解决上述技术问题，本新型实用型提供一种结构简单，操作方便，且可计入侧向应力场对煤矿采动损害的作用的用于巷道围岩变形的相似模拟材料实验设备。
本实用新型采用的技术方案是：包括机架、竖直加载装置、竖直活动推板、竖直滑道、水平加载装置、水平活动推板、水平滑道及试件滑道，所述的竖直滑道、水平滑道及试件滑道固定安装在机架上，竖直滑道竖直设置，水平滑道及试件滑道水平设置；所述的试件滑道上设有相似材料试件，所述的竖直活动推板一端安装在竖直滑道内，竖直活动推板上表面与竖直加载装置连接，下表面通过弹簧与竖直活动推板下方的相似材料试件连接；所述的水平活动推板一端与水平滑道连接，水平活动推板朝向相似材料试件的表面通过弹簧与相似材料试件连接，水平活动推板背向相似材料试件的一面与水平加载装置连接；相似材料试件背向水平活动推板的侧面安装在支撑装置上，支撑装置安装在机架上。
上述的用于巷道围岩变形的相似模拟材料实验设备中，所述的相似材料试件包括试件及伸缩模板，所述的试件的顶面及朝向水平加载装置的侧面和背向水平加载装置的侧面上分别安装有伸缩模板。
 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单、体积小，节省了材料，降低了成本；本实用新型设有水平加载装置，可以对相似材料试件在水平方向上施加挤压力或拉张力，可以考虑侧向应力对煤矿采动损害的作用；能更好的模拟巷道支护的实际工况。
附图说明  
图1是本实用新型的主视图。
图2是本实用新型的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
如图1，图2所示，本实用新型包括机架5、竖直加载装置1、竖直活动推板2、竖直滑道3、水平加载装置10、水平活动推板9、水平滑道8、立柱14及试件滑道7，所述的竖直滑道3、水平滑道8及试件滑道7固定安装在机架5上，竖直滑道3竖直设置，水平滑道8及试件滑道7水平设置；所述的试件滑道7上设有相似材料试件6，相似材料试件6包括试件11及伸缩模板61，所述试件11的顶面、左侧面及右侧面上分别安装有一伸缩模板61，伸缩模板61的伸缩范围是20cm。所述的竖直活动推板2一端安装在竖直滑道3内，竖直活动推板2上表面与竖直加载装置1连接，下表面通过两个弹簧4与竖直活动推板2下方的相似材料试件6连接。所述的水平活动推板9下端与水平滑道8连接，水平活动推板9朝向相似材料试件6的表面通过两个弹簧12与相似材料试件6右侧面上连接，水平活动推板9背向相似材料试件6的侧面与水平加载装置10连接；相似材料试件6左侧面（相似材料试件6背向水平活动推板9的侧面）安装在两个支撑装置13上，两个支撑装置13通过螺栓分别安装在机架5上；所述机架5的立柱14上安装有透明钢化玻璃，在设备前后各有一套。
实验时，竖直加载装置1给竖直活动推板2施加竖直方向的力，使得竖直活动推板2沿竖直滑道3滑动，滑动幅度为10cm，并通过弹簧4将力传递到相似材料试件6顶部的伸缩模板61，进而通过伸缩模板61给相似材料试件6的试件11施加均匀的竖直方向的力，可以是压力，也可以是拉力。水平加载装置10给水平活动推板9施加水平方向的力，使得水平活动推板9沿着水平滑道8滑动，滑动幅度为10cm，并通过弹簧4将力传递到相似材料试件6上右侧面处的伸缩模板61，进而通过伸缩模板61给相似材料试件6的试件11施加均匀的水平方向的力，可以是压力，也可以是拉力。

Claims (3)

1.一种用于巷道围岩变形的相似模拟材料实验设备，其特征是：包括机架、竖直加载装置、竖直活动推板、竖直滑道、水平加载装置、水平活动推板、水平滑道及试件滑道，所述的竖直滑道、水平滑道及试件滑道固定安装在机架上，竖直滑道竖直设置，水平滑道及试件滑道水平设置；所述的试件滑道上设有相似材料试件，所述的竖直活动推板一端安装在竖直滑道内，竖直活动推板上表面与竖直加载装置连接，下表面通过弹簧与竖直活动推板下方的相似材料试件连接；所述的水平活动推板一端与水平滑道连接，水平活动推板朝向相似材料试件的表面通过弹簧与相似材料试件连接，水平活动推板背向相似材料试件的一面与水平加载装置连接；相似材料试件背向水平活动推板的侧面安装在支撑装置上，支撑装置安装在机架上。
2.如权利要求1所述的用于巷道围岩变形的相似模拟材料实验设备，其特征是：所述的相似材料试件包括试件及伸缩模板，所述的试件的顶面及朝向水平加载装置的侧面和背向水平加载装置的侧面上分别安装有伸缩模板。
3.如权利要求2所述的用于巷道围岩变形的相似模拟材料实验设备，其特征是：所述的伸缩模板的伸缩范围为20cm。
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