本技術(shù)涉及試驗裝置，特別涉及一種巷道注漿承壓拱相似模型的試驗裝置。

背景技術(shù)：

1、目前，巷道圍巖注漿技術(shù)隨工程建設(shè)向更深、更長、更快發(fā)展，其重要性不斷提升，并已逐漸成為不良地質(zhì)巷道不可或缺的核心施工環(huán)節(jié)之一。注漿效果及漿液擴散規(guī)律往往在工程實踐或者理論分析中難以直觀看到，數(shù)值模擬往往需要對工程地質(zhì)條件、漿液擴散方式等做出一定的建設(shè)和簡化，而模型試驗可以盡可能多地考慮實際情況并可以進行大量試驗。

2、為了解決現(xiàn)有注漿試驗裝置模擬效果差、適應(yīng)性差的問題，中國專利公開號cn116046548a公開了一種新型巷道注漿加固相似模型試驗裝置及方法，通過設(shè)置了巷道模塊、圍巖模塊和加載系統(tǒng)，有效模擬了實際的巷道、圍巖，實現(xiàn)了注漿加固模型的簡易、有效模擬。該裝置雖然能夠較好的實現(xiàn)注漿試驗裝置的模擬效果，但是由于注漿依舊是在相似材料組成的圍巖內(nèi)進行的，仍然無法對注漿承壓拱進行直觀的研究，且小尺度相似材料中的漿液灌注也無法有效的模擬出真實情況下的大尺度注漿承壓拱，故該裝置的試驗結(jié)果只能被用于注漿巷道整體支護強度的宏觀驗證，而無法實現(xiàn)注漿承壓拱獨立精確的數(shù)值研究功能。

3、現(xiàn)有的注漿模型試驗裝置雖能模擬巷道開挖條件下的注漿，但注漿承壓拱位于圍巖模型內(nèi)，無法進行直觀的觀察，更無法根據(jù)需求對承壓拱的變形受力進行細(xì)致分析，在實驗室尺度上的試驗?zāi)M的阻礙，導(dǎo)致對圍巖內(nèi)承壓拱無法繼續(xù)開展更為細(xì)致的研究分析，阻礙了地下工程支護注漿支護體系的進一步深入發(fā)展，因此有必要設(shè)計一種新的裝置，使其能夠最大限度的實現(xiàn)對深部巷道圍巖注漿形成的承壓拱的模擬，并用于研究其承載原理，更加直觀的了解其作用機制，通過準(zhǔn)確監(jiān)測承壓拱制造模具的變形情況，從而實現(xiàn)實驗室尺度下的承壓拱力學(xué)性能分析的目的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型的主要目的在于提供一種巷道注漿承壓拱相似模型的試驗裝置，可以有效解決背景技術(shù)中的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案為：

3、一種巷道注漿承壓拱相似模型的試驗裝置，包括布置在固定外框架中心區(qū)域的巷道注漿承壓拱相似模型，巷道注漿承壓拱相似模型由承壓拱制造模具澆筑制得，巷道注漿承壓拱相似模型中心區(qū)域設(shè)置有中心孔，中心孔的內(nèi)壁布置有數(shù)個位移測點；巷道注漿承壓拱相似模型的四周均勻分布有數(shù)個伺服液壓缸，數(shù)個伺服液壓缸均固定安裝在可旋內(nèi)框架的內(nèi)部，可旋內(nèi)框架通過連接軸承與固定外框架轉(zhuǎn)動連接。

4、優(yōu)選的，承壓拱制造模具包括模具后蓋板，模具后蓋板一端的中心區(qū)域安裝有模具中心圓柱，且還安裝有呈環(huán)形結(jié)構(gòu)的模具側(cè)蓋板，模具側(cè)蓋板另一端安裝有模具前蓋板，模具后蓋板、模具中心圓柱、模具側(cè)蓋板和模具前蓋板之間共同圍成與巷道注漿承壓拱相似模型形狀相匹配的空腔。

5、優(yōu)選的，模具側(cè)蓋板由數(shù)個弧形板首尾拼接組成，且弧形板之間采用可拆卸連接方式。

6、優(yōu)選的，模具前蓋板由數(shù)個條狀板拼接制成，且每個條狀板均可單獨與模具側(cè)蓋板連接。

7、優(yōu)選的，模具后蓋板、模具中心圓柱、模具側(cè)蓋板和模具前蓋板之間均采用拆卸連接方式。

8、優(yōu)選的，伺服液壓缸的活塞桿末端安裝有與巷道注漿承壓拱相似模型外形相匹配的弧形液壓墊。

9、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果：

10、將注漿承壓拱的制造模具、試驗裝置結(jié)合于一體，實現(xiàn)了巷道注漿承壓拱的一體式研究，省去了模型制作完成后的搬運操作，節(jié)省人力的同時也避免了模型擾動所帶來的不利影響及誤差。

11、承壓拱制造模具模塊化的設(shè)計使得本裝置制作的承壓拱模型尺寸是可調(diào)的，且更加便于拆裝，制作前期確定好承壓拱的形狀及各類參數(shù)，通過調(diào)整改變四周的弧形板和中心圓柱便可調(diào)整承壓拱的整體規(guī)格，這使得該模型試驗裝置適用于絕大多數(shù)形狀的承壓拱的力學(xué)性能的分析，大大提高了裝置測試的適用性及其與實際工況的貼合程度。

12、框架由連接軸承分成可旋內(nèi)框架和固定外框架兩部分，可旋內(nèi)框架的存在可令制造試驗過程中模型角度任意可調(diào)，既方便了模型的脫模又使得在模型試驗過程中可以施加更為復(fù)雜的合力，使得試驗范圍更加廣泛，可旋內(nèi)框架的設(shè)計不僅提高了該裝置的適用范圍，同時也給前期的模型制作、后期的施力分析等提供了更為廣闊的操作空間。

13、通過模具中心圓柱設(shè)計為承壓拱中心預(yù)留出足夠地操控空間，且試驗裝置內(nèi)部操作空間較為充裕，配合可調(diào)整的弧形液壓墊可兼容各類規(guī)格的注漿承壓拱模型。

14、承壓拱制造模具在試驗過程全部拆除，不參與試驗中任何受力的過程，裸露的巷道注漿承壓拱相似外表可進行聲發(fā)射、數(shù)字散斑等其他試驗監(jiān)測，獲取更為全面的實驗數(shù)據(jù)。

技術(shù)特征：

1.一種巷道注漿承壓拱相似模型的試驗裝置，包括布置在固定外框架(1)中心區(qū)域的巷道注漿承壓拱相似模型(6)，其特征在于：巷道注漿承壓拱相似模型(6)由承壓拱制造模具澆筑制得，巷道注漿承壓拱相似模型(6)中心區(qū)域設(shè)置有中心孔(7)，中心孔(7)的內(nèi)壁布置有數(shù)個位移測點(8)；巷道注漿承壓拱相似模型(6)的四周均勻分布有數(shù)個伺服液壓缸(4)，數(shù)個伺服液壓缸(4)均固定安裝在可旋內(nèi)框架(3)的內(nèi)部，可旋內(nèi)框架(3)通過連接軸承(2)與固定外框架(1)轉(zhuǎn)動連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巷道注漿承壓拱相似模型的試驗裝置，其特征在于：承壓拱制造模具包括模具后蓋板(9)，模具后蓋板(9)一端的中心區(qū)域安裝有模具中心圓柱(10)，且還安裝有呈環(huán)形結(jié)構(gòu)的模具側(cè)蓋板(11)，模具側(cè)蓋板(11)另一端安裝有模具前蓋板(12)，模具后蓋板(9)、模具中心圓柱(10)、模具側(cè)蓋板(11)和模具前蓋板(12)之間共同圍成與巷道注漿承壓拱相似模型(6)形狀相匹配的空腔。

3.根據(jù)權(quán)利要求2的所述一種巷道注漿承壓拱相似模型的試驗裝置，其特征在于：模具側(cè)蓋板(11)由數(shù)個弧形板首尾拼接組成，且弧形板之間采用可拆卸連接方式。

4.根據(jù)權(quán)利要求2的所述一種巷道注漿承壓拱相似模型的試驗裝置，其特征在于：模具前蓋板(12)由數(shù)個條狀板拼接制成，且每個條狀板均可單獨與模具側(cè)蓋板(11)連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求2的所述一種巷道注漿承壓拱相似模型的試驗裝置，其特征在于：模具后蓋板(9)、模具中心圓柱(10)、模具側(cè)蓋板(11)和模具前蓋板(12)之間均采用拆卸連接方式。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巷道注漿承壓拱相似模型的試驗裝置，其特征在于：伺服液壓缸(4)的活塞桿末端安裝有與巷道注漿承壓拱相似模型(6)外形相匹配的弧形液壓墊(5)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種巷道注漿承壓拱相似模型的試驗裝置，涉及試驗裝置技術(shù)領(lǐng)域，包括布置在固定外框架中心區(qū)域的巷道注漿承壓拱相似模型，巷道注漿承壓拱相似模型由承壓拱制造模具澆筑制得，巷道注漿承壓拱相似模型中心區(qū)域設(shè)置有中心孔，中心孔的內(nèi)壁布置有數(shù)個位移測點；巷道注漿承壓拱相似模型的四周均勻分布有數(shù)個伺服液壓缸，數(shù)個伺服液壓缸均固定安裝在可旋內(nèi)框架的內(nèi)部，可旋內(nèi)框架通過連接軸承與固定外框架轉(zhuǎn)動連接。本技術(shù)實現(xiàn)實驗室尺度下的承壓拱力學(xué)性能分析，制造試驗過程中模型角度任意可調(diào)，既方便了模型的脫模又使得在模型試驗過程中可以施加更為復(fù)雜的合力，使得試驗范圍更加廣泛。

技術(shù)研發(fā)人員：郝曉波,鄧彥輝,張玉寶,付建業(yè),黨科科,孟福喜,陳勝利
受保護的技術(shù)使用者：寧夏紅墩子煤業(yè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240403
技術(shù)公布日：2025/1/6