深部復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)臥式模擬試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種深部復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)臥式模擬試驗(yàn)臺(tái)，包括用于承載模型的框架式模型臺(tái)、帶有巷道的模型、封蓋框架式模型臺(tái)的上開(kāi)放口處并可拆卸的高強(qiáng)度鋼化玻璃板；框架式模型臺(tái)包括上開(kāi)放口，可移動(dòng)式前、后、左、右側(cè)墻板，及可移動(dòng)式底板；各側(cè)墻板及可移動(dòng)式底板可在設(shè)定距離內(nèi)往復(fù)移動(dòng)；模型裝載于框架式模型臺(tái)內(nèi)，巷道包括圓形巷道、拱形巷道、矩形巷道或梯形巷道，巷道的出口朝向框架式模型臺(tái)的上開(kāi)放口處，巷道開(kāi)采方向向著框架式模型臺(tái)的底板處延伸；高強(qiáng)度鋼化玻璃板作為實(shí)時(shí)觀察巷道內(nèi)部變化狀態(tài)的觀察窗。本實(shí)用新型能夠更好地表征巷道不同開(kāi)采深度，以及仿真巷道不同構(gòu)造應(yīng)力條件等，特別適用于模擬巷道深部復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】深部復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)臥式模擬試驗(yàn)臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于模擬煤礦等礦井的巷道深部應(yīng)力狀態(tài)的模擬試驗(yàn)臺(tái)，尤其是一種用于模擬巷道深部復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的臥式模擬試驗(yàn)臺(tái)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中有一種可以用于模擬煤礦等礦井巷道深部應(yīng)力狀態(tài)的采場(chǎng)礦壓三維物理模擬試驗(yàn)臺(tái)，其包括用于承載模型的框架式模型臺(tái)、用于使框架式模型臺(tái)在設(shè)定最大傾斜角度范圍內(nèi)整體傾斜的擺動(dòng)結(jié)構(gòu)、用于在框架式模型臺(tái)的開(kāi)放口方向上對(duì)模型施壓的加載裝置；框架式模型臺(tái)包括上開(kāi)放口，位于前、后、左與右方的側(cè)墻板，及底座板；在底座板上設(shè)置開(kāi)采口，開(kāi)采口處設(shè)有可拆卸的封堵板條；所設(shè)定的最大傾斜角度為30°?45° ;加載裝置施加設(shè)定最大壓力為800?1000千克。上述框架式模型臺(tái)，在左側(cè)設(shè)置多根左立柱，在右側(cè)設(shè)置同樣數(shù)量的右立柱，左立柱與右立柱之間位置一一對(duì)應(yīng)，左立柱及右立柱與框架式模型臺(tái)固定在一起，在任一對(duì)左立柱與右立柱之間設(shè)置一橫梁，上述加載裝置中的油缸設(shè)置在橫梁上；對(duì)上述一個(gè)左立柱而言，該左立柱包括主柱體和柱座，在柱座與主柱體之間設(shè)置左側(cè)液壓千斤頂，對(duì)上述一個(gè)右立柱而言，該右立柱包括主柱體和柱座，主柱體與柱座之間設(shè)置右側(cè)鉸接結(jié)構(gòu)；上述擺動(dòng)結(jié)構(gòu)包括上述左側(cè)液壓千斤頂及右側(cè)鉸接結(jié)構(gòu)。
[0003]上述采場(chǎng)礦壓三維物理模擬試驗(yàn)臺(tái)，雖然也能夠很好地模擬巷道深部以及大傾角煤層開(kāi)采實(shí)驗(yàn)；但也存在著以下不足:
[0004]由于加載設(shè)在框架式模型臺(tái)的開(kāi)放口處，施力方向由上至下，而開(kāi)采口則設(shè)在底座板上，開(kāi)采方向由下至上，施力方向與開(kāi)采方向大體一致；因此，其不能用于模擬巷道深部應(yīng)力較為復(fù)雜的狀態(tài)。諸如:不能很好地表征不同開(kāi)采深度，以及不能很好地仿真不同構(gòu)造應(yīng)力條件等等。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的任務(wù)在于解決現(xiàn)有技術(shù)中采場(chǎng)礦壓三維物理模擬試驗(yàn)臺(tái)存在的技術(shù)缺陷，提供一種用于模擬巷道深部復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的臥式模擬試驗(yàn)臺(tái)。
[0006]其技術(shù)解決方案是:
[0007]一種深部復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)臥式模擬試驗(yàn)臺(tái)，包括:
[0008]用于承載模型的框架式模型臺(tái)，包括上開(kāi)放口、可移動(dòng)式前側(cè)墻板、可移動(dòng)式后側(cè)墻板、可移動(dòng)式左側(cè)墻板、可移動(dòng)式右側(cè)墻板、及可移動(dòng)式底板；各相鄰兩塊側(cè)墻板之間通過(guò)在對(duì)接部位彼此設(shè)置的插頭與插槽配合來(lái)實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)連接，可移動(dòng)式底板設(shè)置在底板支撐基座上，可移動(dòng)式底板可向前、后、左、或右側(cè)移動(dòng)；
[0009]帶有巷道的模型，模型裝載于框架式模型臺(tái)內(nèi)，巷道包括圓形巷道、拱形巷道、矩形巷道或梯形巷道，巷道的出口朝向框架式模型臺(tái)的上開(kāi)放口處，巷道開(kāi)采方向向著框架式模型臺(tái)的底板處延伸；
[0010]封蓋框架式模型臺(tái)的上開(kāi)放口處并可拆卸的高強(qiáng)度鋼化玻璃板，作為實(shí)時(shí)觀察巷道內(nèi)部變化狀態(tài)的觀察窗。
[0011]上述各側(cè)墻板均配置有側(cè)板推動(dòng)油缸，底板配置有底板推動(dòng)油缸，各側(cè)板推動(dòng)油缸及底板推動(dòng)油缸接入液壓控制系統(tǒng)。
[0012]上述深部復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)臥式模擬試驗(yàn)臺(tái)，通過(guò)液壓控制系統(tǒng)控制相鄰側(cè)墻板共同對(duì)模型作出施壓動(dòng)作，可分別施加不同大小的力來(lái)表征巷道不同開(kāi)采深度的應(yīng)力狀態(tài)；并通過(guò)觀察窗實(shí)時(shí)觀察和/或拍攝由此引起的巷道內(nèi)部的變化狀態(tài)。
[0013]上述深部復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)臥式模擬試驗(yàn)臺(tái)，通過(guò)液壓控制系統(tǒng)控制四方側(cè)墻板共同對(duì)模型作出施壓動(dòng)作，可分別施加不同大小的力來(lái)表征巷道不同開(kāi)采深度及構(gòu)造的應(yīng)力狀態(tài)；并通過(guò)觀察窗實(shí)時(shí)觀察和/或拍攝由此引起的巷道內(nèi)部的變化狀態(tài)。
[0014]上述深部復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)臥式模擬試驗(yàn)臺(tái)，通過(guò)液壓控制系統(tǒng)控制四方側(cè)墻板共同對(duì)模型作出施壓動(dòng)作，來(lái)模擬不同開(kāi)采深度和構(gòu)造應(yīng)力條件下巷道變化特征，若巷道變形程度較小，圍巖體內(nèi)部裂紋或裂隙難以直觀顯現(xiàn)，則可以依據(jù)所需研究的巷道變形角度，并通過(guò)底板施加相應(yīng)方位剪切力，擴(kuò)展裂紋或裂隙直至足以直觀表征量級(jí)；最后通過(guò)觀察窗實(shí)時(shí)觀察和/或拍攝由此引起巷道內(nèi)部的變化狀態(tài)。
[0015]本實(shí)用新型具有以下有益技術(shù)效果:
[0016]本實(shí)用新型能夠更好地表征巷道不同開(kāi)采深度，以及仿真巷道不同構(gòu)造應(yīng)力條件等，特別適用于模擬巷道深部復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)；還能夠克服以往因巷道變形程度較小，不易監(jiān)測(cè)的缺點(diǎn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說(shuō)明:
[0018]圖1為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的俯視結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0019]圖2為圖1方式的側(cè)視結(jié)構(gòu)原理示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]結(jié)合圖1與圖2，一種深部復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)臥式模擬試驗(yàn)臺(tái)，包括用于承載模型的框架式模型臺(tái)、帶有巷道的模型、封蓋框架式模型臺(tái)的上開(kāi)放口處并可拆卸的高強(qiáng)度鋼化玻璃板。
[0021]上述框架式模型臺(tái)，包括上開(kāi)放口 1、可移動(dòng)式前側(cè)墻板2、可移動(dòng)式后側(cè)墻板3、可移動(dòng)式左側(cè)墻板4、可移動(dòng)式右側(cè)墻板5、及可移動(dòng)式底板6。各相鄰兩塊側(cè)墻板之間通過(guò)在對(duì)接部位彼此設(shè)置的插頭與插槽配合來(lái)實(shí)現(xiàn)的滑動(dòng)連接，用以實(shí)現(xiàn)各側(cè)墻板在設(shè)定距離內(nèi)往復(fù)移動(dòng)?？梢苿?dòng)式底板設(shè)置在底板支撐基座(未示出)上，可移動(dòng)式底板可向前、后、左、或右側(cè)(方位)移動(dòng)，用以實(shí)現(xiàn)其在設(shè)定距離內(nèi)往復(fù)移動(dòng)；用于在圍巖體內(nèi)部裂紋或裂隙難以直觀顯現(xiàn)時(shí)，可以依據(jù)所需研究的巷道變形角度，通過(guò)上述底板施加相應(yīng)方位剪切力，擴(kuò)展裂紋或裂隙實(shí)現(xiàn)足以直觀表征量級(jí)。
[0022]上述模型7裝載于框架式模型臺(tái)內(nèi)，巷道包括圓形巷道、拱形巷道、矩形巷道或梯形巷道，巷道的出口朝向框架式模型臺(tái)的上開(kāi)放口處，巷道開(kāi)采方向向著框架式模型臺(tái)的底板處延伸。上述模型本身的制備采取或借鑒已有技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)。
[0023]上述高強(qiáng)度鋼化玻璃板(未示出)，作為實(shí)時(shí)觀察巷道內(nèi)部變化狀態(tài)的觀察窗。
[0024]上述各側(cè)墻板均配置有側(cè)板推動(dòng)油缸8,底板配置有底板推動(dòng)油缸9,各側(cè)板推動(dòng)油缸及底板推動(dòng)油缸接入液壓控制系統(tǒng)。
[0025]本實(shí)用新型通過(guò)配置相應(yīng)的控制部件(裝置)或信息采集部件(裝置)，能夠開(kāi)展如下工作:
[0026]①上述深部復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)臥式模擬試驗(yàn)臺(tái)，通過(guò)液壓控制系統(tǒng)控制相鄰側(cè)墻板共同對(duì)模型作出施壓動(dòng)作，可分別施加不同大小的力來(lái)表征巷道不同開(kāi)采深度的應(yīng)力狀態(tài)；并通過(guò)觀察窗實(shí)時(shí)觀察和/或拍攝由此引起的巷道內(nèi)部的變化狀態(tài)。
[0027]②上述深部復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)臥式模擬試驗(yàn)臺(tái)，通過(guò)液壓控制系統(tǒng)控制四方側(cè)墻板共同對(duì)模型作出施壓動(dòng)作，可分別施加不同大小的力來(lái)表征巷道不同開(kāi)采深度及構(gòu)造的應(yīng)力狀態(tài)；并通過(guò)觀察窗實(shí)時(shí)觀察和/或拍攝由此引起的巷道內(nèi)部的變化狀態(tài)。
[0028]③上述深部復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)臥式模擬試驗(yàn)臺(tái)，通過(guò)液壓控制系統(tǒng)控制四方側(cè)墻板共同對(duì)模型作出施壓動(dòng)作，來(lái)模擬不同開(kāi)采深度和構(gòu)造應(yīng)力條件下巷道變化特征，若巷道變形程度較小，圍巖體內(nèi)部裂紋或裂隙難以直觀顯現(xiàn)，則可以依據(jù)所需研究的巷道變形角度，并通過(guò)底板施加相應(yīng)方位剪切力，擴(kuò)展裂紋或裂隙至足以直觀表征量級(jí)；最后通過(guò)觀察窗實(shí)時(shí)觀察和/或拍攝由此引起巷道內(nèi)部的變化狀態(tài)。
[0029]上述方式中未述及的有關(guān)技術(shù)內(nèi)容采取或借鑒已有技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)。
[0030]需要說(shuō)明的是，在本說(shuō)明書(shū)的教導(dǎo)下本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以作出這樣或那樣的容易變化方式，諸如等同方式，或明顯變形方式。上述的變化方式均應(yīng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種深部復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)臥式模擬試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于包括: 用于承載模型的框架式模型臺(tái)，包括上開(kāi)放口、可移動(dòng)式前側(cè)墻板、可移動(dòng)式后側(cè)墻板、可移動(dòng)式左側(cè)墻板、可移動(dòng)式右側(cè)墻板、及可移動(dòng)式底板；各相鄰兩塊側(cè)墻板之間通過(guò)在對(duì)接部位彼此設(shè)置的插頭與插槽配合來(lái)實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)連接，可移動(dòng)式底板設(shè)置在底板支撐基座上，可移動(dòng)式底板可向前、后、左、或右側(cè)移動(dòng)； 帶有巷道的模型，模型裝載于框架式模型臺(tái)內(nèi)，巷道包括圓形巷道、拱形巷道、矩形巷道或梯形巷道，巷道的出口朝向框架式模型臺(tái)的上開(kāi)放口處，巷道開(kāi)采方向向著框架式模型臺(tái)的底板處延伸； 封蓋框架式模型臺(tái)的上開(kāi)放口處并可拆卸的高強(qiáng)度鋼化玻璃板，作為實(shí)時(shí)觀察巷道內(nèi)部變化狀態(tài)的觀察窗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深部復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)臥式模擬試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于:上述各側(cè)墻板均配置有側(cè)板推動(dòng)油缸，底板配置有底板推動(dòng)油缸，各側(cè)板推動(dòng)油缸及底板推動(dòng)油缸接入液壓控制系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】G01N33/24GK204044145SQ201420388274
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】蔣宇靜, 文志杰, 王剛 申請(qǐng)人:山東科技大學(xué)