一種多級攪拌漿料充填模型試驗系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多級攪拌漿料充填模型試驗系統(tǒng)及方法，其試驗系統(tǒng)包括試驗臺架、水槽、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控裝置、一級漿料攪拌機、二級漿料攪拌機、下料漏斗、脫水管、多層組合式鋼架、一級攪拌漿料控制閥和二級攪拌漿料控制閥；數(shù)據(jù)采集監(jiān)控裝置包括多個監(jiān)測終端、數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)存儲顯示器，監(jiān)測終端包括防水盒、光纖波分復用器、光纖壓力傳感器、光纖溫度傳感器、光纖位移傳感器和光纖滲壓計；數(shù)據(jù)采集器由光纖耦合器和光纖光柵解調(diào)儀組成。其試驗方法包括步驟：一、一級攪拌；二、二級攪拌；三、輸送漿料到水槽中；四、第一次試驗；五、第二次試驗；六、試驗數(shù)據(jù)同步檢測、顯示及存儲。本發(fā)明能夠在試驗過程中進行試驗數(shù)據(jù)同步檢測、顯示及存儲。
【專利說明】一種多級攪拌漿料充填模型試驗系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于充填采礦【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是涉及一種多級攪拌漿料充填模型試驗系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]從宏觀采礦技術(shù)發(fā)展來看，充填技術(shù)作為未來礦業(yè)開采的發(fā)展方向，其發(fā)展的程度直接關(guān)系著礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。經(jīng)過國內(nèi)外學者多年的不懈努力，充填技術(shù)得到了快速發(fā)展。然而縱觀充填技術(shù)的發(fā)展歷程，容易發(fā)現(xiàn)充填基礎理論的發(fā)展嚴重滯后于充填工藝的發(fā)展，導致了理論落后于實踐的局面。對于低層次的礦業(yè)開采，重視工藝研究是正確的，然而對于更高層次的礦業(yè)開采，必須具有完備的理論以指導實踐，否則會導致工程實踐上的盲目性。由此可見加強充填基礎理論研究，對充填技術(shù)乃至礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。從具體工程實踐來看，任何一種充填采礦法都要求充填體具有一定的強度，以滿足后續(xù)的回采工作。通常情況下都是通過實驗室試塊壓力試驗所測得的強度作為充填設計的依據(jù)，然而，通過現(xiàn)場實測觀察發(fā)現(xiàn)，由于離析沉積的作用，充填體強度實際值非常離散，充填體某一部位強度的實測值與設計配比試塊的強度值相差甚遠，充填體內(nèi)部結(jié)構(gòu)在充填過程的復雜作用下產(chǎn)生了巨大的不均質(zhì)性。這種不均質(zhì)性的存在，使我們傳統(tǒng)的充填配比設計與現(xiàn)場實際以及后續(xù)的回采設計產(chǎn)生了脫節(jié)，所以有必要對充填料漿流動沉積、充填體強度分布及內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性進行研究，根據(jù)回采工藝對充填體不同部位的強度要求來調(diào)整與改進充填設計，這對企業(yè)安全高效生產(chǎn)具有重大現(xiàn)實意義。
[0003]科學工作者通過模型試驗對漿料充填技術(shù)進行仿真模擬是一種有效的方法，但是，現(xiàn)有技術(shù)中對漿料充填模型試驗的數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控技術(shù)的研究較少，漿料充填模型試驗系統(tǒng)中缺少數(shù)據(jù)采集監(jiān)控裝置，往往漿料充填模型試驗過程中并不實時采集數(shù)據(jù)，而是在試驗結(jié)束后才進行相關(guān)數(shù)據(jù)采集、處理和分析，試驗過程中模型體的情況大都靠經(jīng)驗進行判斷，試驗數(shù)據(jù)的反饋存在明顯的滯后性，對試驗的精確度有明顯的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、封水性能好、設計新穎合理、實現(xiàn)方便且使用操作方便，能夠在試驗過程中，對試驗數(shù)據(jù)進行同步檢測、顯示及存儲的多級攪拌漿料充填模型試驗系統(tǒng)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種多級攪拌漿料充填模型試驗系統(tǒng)，其特征在于:包括試驗臺架、水槽和數(shù)據(jù)采集監(jiān)控裝置，以及安裝在試驗臺架上的一級漿料攪拌機和二級漿料攪拌機，所述水槽靠近二級漿料攪拌機的一側(cè)內(nèi)壁上安裝有下料漏斗，所述水槽遠離二級漿料攪拌機的一側(cè)內(nèi)壁上安裝有脫水管，所述水槽內(nèi)中間位置處設置有多層組合式鋼架，所述二級漿料攪拌機的進料口通過向下傾斜設置的第一漿料輸送管道和連接在第一漿料輸送管道上的一級攪拌漿料控制閥與一級漿料攪拌機的出料口連接，所述下料漏斗的進料口通過向下傾斜設置的第二漿料輸送管道和連接在第二漿料輸送管道上的二級攪拌漿料控制閥與二級漿料攪拌機的出料口連接；所述數(shù)據(jù)采集監(jiān)控裝置包括放置在多層組合式鋼架上的多個監(jiān)測終端，以及數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)存儲顯示器，所述監(jiān)測終端包括防水盒和設置在防水盒內(nèi)的光纖波分復用器，以及設置在防水盒內(nèi)且用于對漿料充填模型的應力進行實時檢測的光纖壓力傳感器、用于對漿料充填模型的溫度進行實時檢測的光纖溫度傳感器、用于對漿料充填模型的沉降位移進行實時檢測的光纖位移傳感器和用于對漿料充填模型的滲流量進行實時檢測的光纖滲壓計，所述光纖壓力傳感器的輸出端、光纖溫度傳感器的輸出端、光纖位移傳感器的輸出端和光纖滲壓計的輸出端均與光纖波分復用器的輸入端相接；所述數(shù)據(jù)采集器由光纖耦合器和與光纖耦合器相接的光纖光柵解調(diào)儀組成，所述光纖耦合器通過信號傳輸光纖與光纖波分復用器的輸出端相接，所述光纖光柵解調(diào)儀的輸出端與數(shù)據(jù)存儲顯示器相接。
[0006]上述的一種多級攪拌漿料充填模型試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述水槽由有機玻璃制成，所述水槽的形狀為長方體，所述水槽的長度為200cm?280cm,所述水槽的寬度為20cm?40cm,所述水槽的高度為80cm?100cm。
[0007]上述的一種多級攪拌漿料充填模型試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述多層組合式鋼架的層數(shù)為四層，所述監(jiān)測終端的數(shù)量為40個，多層組合式鋼架上每層放置10個監(jiān)測終端。
[0008]上述的一種多級攪拌漿料充填模型試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)存儲顯示器為PC機。
[0009]本發(fā)明還提供了一種方法步驟簡單、下料的連續(xù)性和均勻性好、試驗精度高的多級攪拌漿料充填模型試驗方法，其特征在于該方法包括以下步驟:
[0010]步驟一、對漿料進行一級攪拌:關(guān)閉一級攪拌漿料控制閥，將漿料按照試驗設計要求配比混合，倒入一級漿料攪拌機中，一級漿料攪拌機對漿料進行充分攪拌；
[0011]步驟二、對漿料進行二級攪拌:關(guān)閉二級攪拌漿料控制閥并打開一級攪拌漿料控制閥，漿料經(jīng)由第一漿料輸送管道和一級攪拌漿料控制閥進入二級漿料攪拌機中，二級漿料攪拌機對漿料進行再次充分攪拌；
[0012]步驟三、輸送漿料到水槽中:打開二級攪拌漿料控制閥并關(guān)閉脫水管，漿料經(jīng)由第二漿料輸送管道和二級攪拌漿料控制閥進入下料漏斗中，并通過下料漏斗進入水槽中；
[0013]步驟四、進行第一次試驗:待水槽中的漿料高度達到水槽高度的一半時，關(guān)閉二級攪拌漿料控制閥并打開脫水管，停止輸送漿料到水槽中，待漿料初凝形成漿料充填模型后，在漿料充填模型的表面鋪上塑料薄膜，再在塑料薄膜上蓋上一層草甸，對漿料充填模型進行養(yǎng)護7天；
[0014]步驟五、進行第二次試驗:揭去草甸和塑料薄膜，再次打開二級攪拌漿料控制閥并關(guān)閉脫水管，漿料經(jīng)由第二漿料輸送管道和二級攪拌漿料控制閥進入下料漏斗中，并通過下料漏斗進入水槽中養(yǎng)護7天后的漿料充填模型的表面上，待水槽中的漿料高度與水槽高度相等時，關(guān)閉二級攪拌漿料控制閥并打開脫水管，停止輸送漿料到水槽中，待漿料初凝形成漿料充填模型后，在漿料充填模型的表面鋪上塑料薄膜，再在塑料薄膜上蓋上一層草甸，對漿料充填模型進行養(yǎng)護28天；
[0015]步驟六、試驗數(shù)據(jù)同步檢測、顯示及存儲:步驟四中進行第一次試驗的過程中以及步驟五中進行第二次試驗的過程中，所述光纖壓力傳感器對漿料充填模型的應力進行實時檢測并將所檢測到的信號經(jīng)由光纖波分復用器和信號傳輸光纖傳輸給光纖耦合器，所述光纖溫度傳感器對漿料充填模型的溫度進行實時檢測并將所檢測到的信號經(jīng)由光纖波分復用器和信號傳輸光纖傳輸給光纖耦合器，所述光纖位移傳感器對漿料充填模型的沉降位移進行實時檢測并將所檢測到的信號經(jīng)由光纖波分復用器和信號傳輸光纖傳輸給光纖耦合器，所述光纖滲壓計對漿料充填模型的滲流量進行實時檢測并將所檢測到的信號經(jīng)由光纖波分復用器和信號傳輸光纖傳輸給光纖耦合器，光纖光柵解調(diào)儀采集光纖耦合器接收到的光信號并將光纖耦合器輸出的光信號轉(zhuǎn)換為電信號后傳輸給數(shù)據(jù)存儲顯示器，數(shù)據(jù)存儲顯示器對漿料充填模型的應力、溫度、沉降位移和滲流量數(shù)據(jù)進行實時顯示并存儲。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0017]1、本發(fā)明多級攪拌漿料充填模型試驗系統(tǒng)中設置了數(shù)據(jù)采集監(jiān)控裝置，能夠在試驗過程中，對試驗數(shù)據(jù)進行同步檢測、顯示及存儲，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠更及時地監(jiān)測試驗過程中的數(shù)據(jù)并同步顯示出來，使試驗操作人員第一時間了解到漿料充填模型所處的狀態(tài)，有利于試驗人員更好的控制試驗進程，大大提高了漿料充填模型試驗的精確性。
[0018]2、本發(fā)明多級攪拌漿料充填模型試驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，封水性能好，設計新穎合理，實現(xiàn)方便且使用操作方便。
[0019]3、本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控裝置采用了由光纖壓力傳感器、光纖溫度傳感器、光纖位移傳感器、光纖滲壓計、光纖波分復用器、信號傳輸光纖、光纖稱合器和光纖光柵解調(diào)儀構(gòu)成的光纖傳感網(wǎng)絡，能夠穩(wěn)定可靠地進行數(shù)據(jù)的采集及傳輸。
[0020]4、本發(fā)明數(shù)據(jù)存儲顯示器顯示數(shù)據(jù)直觀，方便試驗操作人員查看；存儲的漿料充填模型的應力、溫度、沉降位移和滲流量數(shù)據(jù)，能夠為工程技術(shù)人員提供工程中常用的試驗參數(shù)，為工程技術(shù)人員研究漿料在流動過程中的流動特性、分層特性及沉積規(guī)律等充填體形成的微觀過程提供試驗依據(jù)，進而有助于工程技術(shù)人員研究充填體的形成機理及其不均勻特性。
[0021]5、本發(fā)明多級攪拌漿料充填模型試驗方法的方法步驟簡單，下料的連續(xù)性和均勻性好，試驗精度高。
[0022]6、本發(fā)明的實用性強，使用效果好，便于推廣使用。
[0023]綜上所述，本發(fā)明設計新穎合理，使用操作方便，能夠在試驗過程中，對試驗數(shù)據(jù)進行同步檢測、顯示及存儲，試驗精度高，實用性強，便于推廣使用。
[0024]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明多級攪拌漿料充填模型試驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為本發(fā)明下料漏斗、多層組合式鋼架和脫水管在水槽內(nèi)的布設位置示意圖。
[0027]圖3為本發(fā)明多個監(jiān)測終端在多層組合式鋼架上的布設位置示意圖。
[0028]圖4為本發(fā)明監(jiān)測終端的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖5為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集監(jiān)控裝置的電路原理框圖。
[0030]圖6為本發(fā)明多級攪拌漿料充填模型試驗方法的方法流程框圖。
[0031]附圖標記說明:
[0032]I一試驗臺架；2—一級漿料攪拌機；3—二級漿料攪拌機；
[0033]4一下料漏斗；5—脫水管；6—7jC槽；[0034]7—多層組合式鋼架；8—監(jiān)測終端；8-1—光纖壓力傳感器；
[0035]8-2—光纖溫度傳感器；8-3—光纖位移傳感器；8_4—光纖滲壓計；
[0036]8-5—防水盒；8-6—光纖波分復用器；9一數(shù)據(jù)采集器；
[0037]9-1—光纖耦合器；9-2—光纖光柵解調(diào)儀；10—數(shù)據(jù)存儲顯示器；
[0038]11一一級攪拌漿料控制閥；12—二級攪拌漿料控制閥；
[0039]13—第一漿料輸送管道；14一第二漿料輸送管道；
[0040]15一信號傳輸光纖。
【具體實施方式】
[0041]如圖1~圖5所示，本發(fā)明的多級攪拌漿料充填模型試驗系統(tǒng)，包括試驗臺架1、水槽6和數(shù)據(jù)采集監(jiān)控裝置，以及安裝在試驗臺架I上的一級漿料攪拌機2和二級漿料攪拌機3，所述水槽6靠近二級漿料攪拌機3的一側(cè)內(nèi)壁上安裝有下料漏斗4，所述水槽6遠離二級漿料攪拌機3的一側(cè)內(nèi)壁上安裝有脫水管5，所述水槽6內(nèi)中間位置處設置有多層組合式鋼架7，所述二級漿料攪拌機3的進料口通過向下傾斜設置的第一漿料輸送管道13和連接在第一漿料輸送管道13上的一級攪拌漿料控制閥11與一級漿料攪拌機2的出料口連接，所述下料漏斗4的進料口通過向下傾斜設置的第二漿料輸送管道14和連接在第二漿料輸送管道14上的二級攪拌漿料控制閥12與二級漿料攪拌機3的出料口連接；所述數(shù)據(jù)采集監(jiān)控裝置包括放置在多層組合式鋼架7上的多個監(jiān)測終端8，以及數(shù)據(jù)采集器9和數(shù)據(jù)存儲顯示器10，所述監(jiān)測終端8包括防水盒8-5和設置在防水盒8-5內(nèi)的光纖波分復用器8-6，以及設置在防水盒8-5內(nèi)且用于對漿料充填模型的應力進行實時檢測的光纖壓力傳感器8-1、用于對漿料充填模型的溫度進行實時檢測的光纖溫度傳感器8-2、用于對漿料充填模型的沉降位移進行實時檢測的光纖位移傳感器8-3和用于對漿料充填模型的滲流量進行實時檢測的光纖滲壓計8-4，所述光纖壓力傳感器8-1的輸出端、光纖溫度傳感器8-2的輸出端、光纖位移傳感器8-3的輸出端和光纖滲壓計8-4的輸出端均與光纖波分復用器8-6的輸入端相接；所述數(shù)據(jù)米集器9由光纖稱合器9-1和與光纖稱合器9-1相接的光纖光柵解調(diào)儀9-2組成，所述光纖耦合器9-1通過信號傳輸光纖15與光纖波分復用器8-6的輸出端相接，所述光纖光柵解調(diào)儀9-2的輸出端與數(shù)據(jù)存儲顯示器10相接。
[0042]本實施例中，所述水槽6由有機玻璃制成，所述水槽6的形狀為長方體，所述水槽6的長度為200cm~280cm,所述水槽6的寬度為20cm~40cm,所述水槽6的高度為80cm~IOOcm0優(yōu)選地，所述水槽6的長度為240cm，所述水槽6的寬度為30cm，所述水槽6的高度為 90cm。
[0043]如圖3所示，本實施例中，所述多層組合式鋼架7的層數(shù)為四層，所述監(jiān)測終端8的數(shù)量為40個，多層組合式鋼架7上每層放置10個監(jiān)測終端8。
[0044]本實施例中，所述數(shù)據(jù)存儲顯示器10為PC機。具體實施時，PC機的顯示器采用了 LED超薄顯示屏。
[0045]結(jié)合圖6，本發(fā)明多級攪拌漿料充填模型試驗方法，包括以下步驟:
[0046]步驟一、對漿料進行一級攪拌:關(guān)閉一級攪拌漿料控制閥11，將漿料按照試驗設計要求配比混合，倒入一級漿料攪拌機2中，一級漿料攪拌機2對漿料進行充分攪拌；
[0047] 步驟二、對漿料進行二級攪拌:關(guān)閉二級攪拌漿料控制閥12并打開一級攪拌漿料控制閥11，漿料經(jīng)由第一漿料輸送管道13和一級攪拌漿料控制閥11進入二級漿料攪拌機3中，二級漿料攪拌機3對漿料進行再次充分攪拌；對漿料進行二級攪拌的目的是保證料漿料攪拌的均勻性及下料的連續(xù)性；
[0048]步驟三、輸送漿料到水槽6中:打開二級攪拌漿料控制閥12并關(guān)閉脫水管5，漿料經(jīng)由第二漿料輸送管道14和二級攪拌漿料控制閥12進入下料漏斗4中，并通過下料漏斗4進入水槽6中；具體實施時，應保證下料漏斗4內(nèi)的漿料面高度穩(wěn)定在下料漏斗4高度的12?32處,保證均勻下料；
[0049]步驟四、進行第一次試驗:待水槽6中的漿料高度達到水槽6高度的一半時，關(guān)閉二級攪拌漿料控制閥12并打開脫水管5，停止輸送漿料到水槽6中，待漿料初凝形成漿料充填模型后，在漿料充填模型的表面鋪上塑料薄膜，再在塑料薄膜上蓋上一層草甸，對漿料充填模型進行養(yǎng)護7天；
[0050]步驟五、進行第二次試驗:揭去草甸和塑料薄膜，再次打開二級攪拌漿料控制閥12并關(guān)閉脫水管5，漿料經(jīng)由第二漿料輸送管道14和二級攪拌漿料控制閥12進入下料漏斗4中，并通過下料漏斗4進入水槽6中養(yǎng)護7天后的漿料充填模型的表面上，待水槽6中的漿料高度與水槽6高度相等時，關(guān)閉二級攪拌漿料控制閥12并打開脫水管5，停止輸送漿料到水槽6中，待漿料初凝形成漿料充填模型后，在漿料充填模型的表面鋪上塑料薄膜，再在塑料薄膜上蓋上一層草甸，對漿料充填模型進行養(yǎng)護28天；
[0051]步驟六、試驗數(shù)據(jù)同步檢測、顯示及存儲:步驟四中進行第一次試驗的過程中以及步驟五中進行第二次試驗的過程中，所述光纖壓力傳感器8-1對漿料充填模型的應力進行實時檢測并將所檢測到的信號經(jīng)由光纖波分復用器8-6和信號傳輸光纖15傳輸給光纖耦合器9-1，所述光纖溫度傳感器8-2對漿料充填模型的溫度進行實時檢測并將所檢測到的信號經(jīng)由光纖波分復用器8-6和信號傳輸光纖15傳輸給光纖耦合器9-1，所述光纖位移傳感器8-3對漿料充填模型的沉降位移進行實時檢測并將所檢測到的信號經(jīng)由光纖波分復用器8-6和信號傳輸光纖15傳輸給光纖稱合器9-1,所述光纖滲壓計8-4對衆(zhòng)料充填模型的滲流量進行實時檢測并將所檢測到的信號經(jīng)由光纖波分復用器8-6和信號傳輸光纖15傳輸給光纖耦合器9-1，光纖光柵解調(diào)儀9-2采集光纖耦合器9-1接收到的光信號并將光纖率禹合器9-1輸出的光信號轉(zhuǎn)換為電信號后傳輸給數(shù)據(jù)存儲顯不器10,數(shù)據(jù)存儲顯不器10對漿料充填模型的應力、溫度、沉降位移和滲流量數(shù)據(jù)進行實時顯示并存儲。
[0052]綜上所述，本發(fā)明能夠在試驗過程中，對試驗數(shù)據(jù)進行同步檢測、顯示及存儲，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠更及時地監(jiān)測試驗過程中的數(shù)據(jù)并同步顯示出來，使試驗操作人員第一時間了解到漿料充填模型所處的狀態(tài)，有利于試驗人員更好的控制試驗進程，大大提高了漿料充填模型試驗的精確性；數(shù)據(jù)存儲顯示器存儲的漿料充填模型的應力、溫度、沉降位移和滲流量數(shù)據(jù)，能夠為工程技術(shù)人員提供工程中常用的試驗參數(shù)，為工程技術(shù)人員研究漿料在流動過程中的流動特性、分層特性及沉積規(guī)律等充填體形成的微觀過程提供試驗依據(jù)，進而有助于工程技術(shù)人員研究充填體的形成機理及其不均勻特性。
[0053]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多級攪拌漿料充填模型試驗系統(tǒng)，其特征在于:包括試驗臺架(1)、水槽(6)和數(shù)據(jù)采集監(jiān)控裝置，以及安裝在試驗臺架(1)上的一級漿料攪拌機(2)和二級漿料攪拌機(3)，所述水槽(6)靠近二級漿料攪拌機(3)的一側(cè)內(nèi)壁上安裝有下料漏斗(4)，所述水槽(6)遠離二級漿料攪拌機(3)的一側(cè)內(nèi)壁上安裝有脫水管(5)，所述水槽(6)內(nèi)中間位置處設置有多層組合式鋼架(7)，所述二級漿料攪拌機(3)的進料口通過向下傾斜設置的第一漿料輸送管道(13)和連接在第一漿料輸送管道(13)上的一級攪拌漿料控制閥(11)與一級漿料攪拌機(2)的出料口連接，所述下料漏斗(4)的進料口通過向下傾斜設置的第二漿料輸送管道(14)和連接在第二漿料輸送管道(14)上的二級攪拌漿料控制閥(12)與二級漿料攪拌機(3)的出料口連接；所述數(shù)據(jù)采集監(jiān)控裝置包括放置在多層組合式鋼架(7)上的多個監(jiān)測終端(8)，以及 數(shù)據(jù)采集器(9)和數(shù)據(jù)存儲顯示器(10)，所述監(jiān)測終端(8)包括防水盒(8-5)和設置在防水盒(8-5)內(nèi)的光纖波分復用器(8-6)，以及設置在防水盒(8-5)內(nèi)且用于對漿料充填模型的應力進行實時檢測的光纖壓力傳感器(8-1)、用于對漿料充填模型的溫度進行實時檢測的光纖溫度傳感器(8-2)、用于對漿料充填模型的沉降位移進行實時檢測的光纖位移傳感器(8-3)和用于對漿料充填模型的滲流量進行實時檢測的光纖滲壓計(8-4),所述光纖壓力傳感器(8-1)的輸出端、光纖溫度傳感器(8-2)的輸出端、光纖位移傳感器(8-3)的輸出端和光纖滲壓計(8-4)的輸出端均與光纖波分復用器(8-6)的輸入端相接；所述數(shù)據(jù)采集器(9)由光纖耦合器(9-1)和與光纖耦合器(9-1)相接的光纖光柵解調(diào)儀(9-2)組成，所述光纖耦合器(9-1)通過信號傳輸光纖(15)與光纖波分復用器(8-6)的輸出端相接，所述光纖光柵解調(diào)儀(9-2)的輸出端與數(shù)據(jù)存儲顯示器(10)相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種多級攪拌漿料充填模型試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述水槽(6)由有機玻璃制成,所述水槽(6)的形狀為長方體,所述水槽(6)的長度為200cm~280cm,所述水槽(6)的寬度為20cm~40cm,所述水槽(6)的高度為80cm~100cm。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種多級攪拌漿料充填模型試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述多層組合式鋼架(7)的層數(shù)為四層，所述監(jiān)測終端(8)的數(shù)量為40個，多層組合式鋼架(7)上每層放置10個監(jiān)測終端(8)。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種多級攪拌漿料充填模型試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)存儲顯示器(10)為PC機。
5.一種利用如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)進行多級攪拌漿料充填模型試驗的方法，其特征在于該方法包括以下步驟: 步驟一、對漿料進行一級攪拌:關(guān)閉一級攪拌漿料控制閥(11)，將漿料按照試驗設計要求配比混合，倒入一級漿料攪拌機(2)中，一級漿料攪拌機(2)對漿料進行充分攪拌； 步驟二、對漿料進行二級攪拌:關(guān)閉二級攪拌漿料控制閥(12)并打開一級攪拌漿料控制閥(11)，漿料經(jīng)由第一漿料輸送管道(13)和一級攪拌漿料控制閥(11)進入二級漿料攪拌機(3)中，二級漿料攪拌機(3)對漿料進行再次充分攪拌； 步驟三、輸送漿料到水槽(6)中:打開二級攪拌漿料控制閥(12)并關(guān)閉脫水管(5)，漿料經(jīng)由第二漿料輸送管道(14)和二級攪拌漿料控制閥(12)進入下料漏斗(4)中，并通過下料漏斗(4)進入水槽(6)中； 步驟四、進行第一次試驗:待水槽(6)中的漿料高度達到水槽(6)高度的一半時，關(guān)閉二級攪拌漿料控制閥(12)并打開脫水管(5)，停止輸送漿料到水槽(6)中，待漿料初凝形成漿料充填模型后，在漿料充填模型的表面鋪上塑料薄膜，再在塑料薄膜上蓋上一層草甸，對漿料充填模型進行養(yǎng)護7天； 步驟五、進行第二次試驗:揭去草甸和塑料薄膜，再次打開二級攪拌漿料控制閥(12)并關(guān)閉脫水管(5)，漿料經(jīng)由第二漿料輸送管道(14)和二級攪拌漿料控制閥(12)進入下料漏斗(4)中，并通過下料漏斗(4)進入水槽(6)中養(yǎng)護7天后的漿料充填模型的表面上，待水槽出)中的漿料高度與水槽(6)高度相等時，關(guān)閉二級攪拌漿料控制閥(12)并打開脫水管(5)，停止輸送漿料到水槽(6)中，待漿料初凝形成漿料充填模型后，在漿料充填模型的表面鋪上塑料薄膜，再在塑料薄膜上蓋上一層草甸，對漿料充填模型進行養(yǎng)護28天； 步驟六、試驗數(shù)據(jù)同步檢測、顯示及存儲:步驟四中進行第一次試驗的過程中以及步驟五中進行第二次試驗的過程中，所述光纖壓力傳感器(8-1)對漿料充填模型的應力進行實時檢測并將所檢測到的信號經(jīng)由光纖波分復用器(8-6)和信號傳輸光纖(15)傳輸給光纖耦合器(9-1)，所述光纖溫度傳感器(8-2)對漿料充填模型的溫度進行實時檢測并將所檢測到的信號經(jīng)由光纖波分復用器(8-6)和信號傳輸光纖(15)傳輸給光纖耦合器(9-1)，所述光纖位移傳感器(8-3)對漿料充填模型的沉降位移進行實時檢測并將所檢測到的信號經(jīng)由光纖波分復用器(8-6)和信號傳輸光纖(1 5)傳輸給光纖稱合器(9-1),所述光纖滲壓計(8-4)對漿料充填模型的滲流量進行實時檢測并將所檢測到的信號經(jīng)由光纖波分復用器(8-6)和信號傳輸光纖(15)傳輸給光纖耦合器(9-1),光纖光柵解調(diào)儀(9-2)米集光纖耦合器(9-1)接收到的光信號并將光纖耦合器(9-1)輸出的光信號轉(zhuǎn)換為電信號后傳輸給數(shù)據(jù)存儲顯示器(10)，數(shù)據(jù)存儲顯示器(10)對漿料充填模型的應力、溫度、沉降位移和滲流量數(shù)據(jù)進行實時顯示并存儲。
【文檔編號】G09B25/00GK103915029SQ201410163574
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】劉浪, 劉杰 申請人:西安科技大學