一种模拟尾矿液化的实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种模拟尾矿液化的实验装置，属于矿山岩土工程领域。该实验装置包括橡胶垫，承台，限位装置，滑块，导轨，振动台台面，模型箱，海绵，刚性固定联轴器，伺服液压机，频率调节器，振幅调节器，加速度传感器和孔压传感器。橡胶垫置于承台下部以减缓振动，模型箱侧壁为透明有机玻璃，有机玻璃内壁粘贴海绵以吸收侧向边界反射波，振动台台面为钢板，钢板通过刚性固定联轴器与伺服液压机联结，承台上设置有限位装置，限位装置之间固定有导轨，滑块固定于振动台台面底部，滑块在导轨上水平滑动，振动台台面上设置加速度传感器以记录输入振动，模型箱内不同深度处也埋设加速度传感器和孔压传感器设置。本发明专利技术能重复再现尾矿的液化过程并记录液化过程中不同深度尾矿的超静孔隙水压力和加速度变化规律。

An experimental device for simulating liquefaction of tailings

The invention relates to an experimental device for simulating tailings liquefaction, which belongs to the field of mine rock and soil engineering. The experimental device comprises a rubber pad, cap, limiting device, slide rail, shaking table, model box, sponge, rigid coupling, servo hydraulic machine, frequency regulator, amplitude regulator, acceleration sensor and pore pressure sensor. Rubber cushion is arranged in a lower cap to reduce vibration, model box side wall made of transparent organic glass, organic glass is pasted on the inner wall of the sponge to absorb lateral boundary reflection wave, vibration table for steel plate, steel plate fixed by rigid coupling and servo hydraulic coupling, cap is arranged on the device, the device is fixed with a guide rail between the fixed slider at the bottom of shaking table, slide rails on the horizontal sliding vibration table is arranged on the acceleration sensor to record the input vibration, is also buried at different depths of model box acceleration sensor and pore pressure sensor set. The invention can reproduce the liquefaction process of the tailings and record the excess pore water pressure and acceleration change law of the tailings at different depths in the process of liquefaction.

【技术实现步骤摘要】
一种模拟尾矿液化的实验装置
本专利技术涉及矿山岩土工程领域，特别涉及一种模拟尾矿液化的实验装置，主要用来在室内模拟尾矿的振动液化过程。
技术介绍
尾矿是矿石磨细并选取有用组分后所排放的物质，尾矿坝是为了将尾矿有序的储存而堆筑成的坝体。我国是一个多地震国家，地震区域分布广泛，地震频繁，而尾矿颗粒较细，比重较大，亲水性弱，饱和疏松尾矿具有非常敏感的不稳定结构，在动荷载条件下强度低，动剪应力比变化范围小，地震时更易发生液化现象，导致尾矿坝产生流滑破坏，造成较大的人员伤亡和环境灾难。尾矿所承受的总应力包括孔隙水压力和有效应力两部分，尾矿液化的过程就是尾矿中孔隙水压力不断增加，有效应力不断减小的过程。鉴于尾矿坝液化危害的严重性，需要对振动作用下尾矿的液化机制和破坏过程进行深入探索，并采取措施降低液化发生的可能性。模拟实验的基本原理是根据物理现象的规律，用模型实验来模拟原型结构的实际工作情况，再根据模型试验的结果来反推原型结构的某些特性，模拟实验作为研究原型结构特征的重要手段已广泛应用于各个领域。本专利技术是一个模拟尾矿液化的实验装置，该装置可以再现尾矿振动液化的过程，记录液化过程中的超静孔隙水压力和振动加速度的变化情况。
技术实现思路
本专利技术作为一种模拟实验装置，目的在于得到地震作用下尾矿坝的加速度响应、超静孔压累积与消散以及土体沉降特征的规律性认识，为揭示尾矿坝的振动液化机理，提出抗液化措施提供实验依据。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种模拟尾矿液化的实验装置，包括橡胶垫，承台，限位装置，滑块，导轨，振动台台面，模型箱，海绵，刚性固定联轴器，伺服液压机，频率调节器，振幅调节器，加速度传感器和孔压传感器。所述橡胶垫置于承台下部，通过膨胀螺丝将承台和橡胶垫固定于混凝土地面，以减小承台振动对地面的冲击。所述模型箱的侧壁材料为透明有机玻璃，有机玻璃之间通过强力胶粘接，模型箱内壁用环氧树脂粘贴海绵以吸收侧向边界反射波，模型箱底部用环氧树脂粘贴土工布以增加和箱内尾矿的摩擦力。所述振动台台面为钢板，钢板边界超出模型箱底部100mm，振动台台面通过刚性固定联轴器与伺服液压机联结。所述振动台台面与刚性固定联轴器、伺服液压机处于同一水平面，以保证输入振动力不产生弯矩。所述导轨共两条，导轨与限位装置固定，两条导轨处于同一水平面且相互平行。所述限位装置为钢块，共四个，钢块与承台之间通过螺栓进行固定。所述滑块为钢块，滑块通过螺栓固定在振动台台面下部，滑块底部为凹槽形状，凹槽槽面涂有润滑剂并与导轨接触，滑块在导轨上进行水平往返滑动。所述加速度传感器中有一个固定于振动台台面，用以记录输入振动加速度，其余加速度传感器埋设于模型箱内不同深度。所述孔压传感器埋设于模型箱内同一垂直面上不同深度处。所述伺服液压机通过螺栓固定在承台台面上，频率调节器和振幅调节器通过导线和伺服液压机连接，分别控制伺服液压机的振动频率和振幅。附图说明图1为本专利技术的剖面示意图。图2为本专利技术的俯视示意图。图中：1橡胶垫，2承台，3限位装置，4滑块，5导轨，6振动台台面，7模型箱，8海绵，9刚性固定联轴器，10伺服液压机，11频率调节器，12振幅调节器，13加速度传感器，14孔压传感器。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，但不应该理解为本专利技术上述主题范围仅限于下述实施例，在不脱离本专利技术上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本专利技术的保护范围内。如图1、图2所示一种模拟尾矿液化的实验装置，包括1橡胶垫、2承台、3限位装置、4滑块、5导轨、6振动台台面、7模型箱、8海绵、9刚性固定联轴器、10伺服液压机、11频率调节器、12振幅调节器、13加速度传感器和14孔压传感器。所述模型箱7是一个上端敞口的容器，模型箱7的侧壁为透明有机玻璃，有机玻璃之间通过强力胶进行粘结。振动台台面6为钢板，钢板边界超出模型箱7底部100mm，模型箱7与振动台台面6之间打孔并用螺杆固定在一起，缝隙处用防水密封胶进行密封。在模型箱7的内壁用环氧树脂粘贴50mm厚的海绵8以吸收侧向边界反射波，在模型箱7的底部用环氧树脂粘贴土工布以增大尾矿和模型箱7底部的摩擦力。所述橡胶垫1位于承台2的底部，通过膨胀螺丝将承台2和橡胶垫1固定于混凝土地面，以达到减缓振动冲击的目的。先将导轨5的两端分别焊接到限位装置3的相同部位，后将限位装置3通过螺栓固定于承台2的台面上，以保证两根导轨5共面且相互平行。所述滑块4为钢块，钢块通过螺栓固定在振动台台面6的下部，滑块4底部为凹槽形状，在凹槽槽面涂抹润滑剂并置于导轨5上，使滑块4能够在在导轨5上进行水平往返滑动。所述伺服液压机10在进行安装时，用螺栓将其底座固定在承台2的台面上，并使伺服液压机10的动力输出轴与振动台台面6处于同一水平面，以保证振动作用沿水平方向，伺服液压机10与振动台台面6之间用刚性固定联轴器9联结。所述频率调节器11和振幅调节器12通过导线和伺服液压机10相连接，分别控制伺服液压机10的振动频率和振幅。所述加速度传感器13中有一个固定于振动台台面6，用以记录输入振动加速度，其余加速度传感器13埋设于模型箱7内不同深度。所述孔压传感器14埋设于模型箱7内同一垂直面上的不同深度。实验前需在模型箱7内制备饱和尾矿，先在模型箱里注入一定量的纯水，然后将尾矿从模型箱7上方均匀地自由洒落，若尾矿表层出现不均匀情况，及时用刮板对尾矿层表面进行平整，每次操作控制水面在尾矿表面以上100mm左右，制样完成后，静置24小时后再进行振动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟尾矿液化的实验装置，其特征在于，包括橡胶垫，承台，限位装置，滑块，导轨，振动台台面，模型箱，海绵，刚性固定联轴器，伺服液压机，频率调节器，振幅调节器，加速度传感器和孔压传感器；橡胶垫置于承台下部，模型箱侧壁材料为透明有机玻璃，有机玻璃之间通过强力胶粘结，模型箱内壁粘贴海绵以吸收侧向边界反射波，振动台台面通过刚性固定联轴器与伺服液压机联结，承台上设置有限位装置，限位装置之间固定有导轨，振动台台面底部固定有滑块，滑块在导轨上水平滑动，振动台台面上固定一个加速度传感器，模型箱内不同深度处也埋设加速度传感器和孔压传感器。

【技术特征摘要】
1.一种模拟尾矿液化的实验装置，其特征在于，包括橡胶垫，承台，限位装置，滑块，导轨，振动台台面，模型箱，海绵，刚性固定联轴器，伺服液压机，频率调节器，振幅调节器，加速度传感器和孔压传感器；橡胶垫置于承台下部，模型箱侧壁材料为透明有机玻璃，有机玻璃之间通过强力胶粘结，模型箱内壁粘贴海绵以吸收侧向边界反射波，振动台台面通过刚性固定联轴器与伺服液压机联结，承台上设置有限位装置，限位装置之间固定有导轨，振动台台面底部固定有滑块，滑块在导轨上水平滑动，振动台台面上固定一个加速度传感器，模型箱内不同深度处也埋设加速度传感器和孔压传感器。2.权利要求1所述的一种模拟尾矿液化的实验装置，其特征在于，所述橡胶垫.承台底部，通过膨胀螺丝将承台和橡胶垫固定于混凝土地面。3.根据权利要求1所述的一种模拟尾矿液化的实验装置，其特征在于，所述模型箱侧壁内侧粘贴有海绵...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜艳强，邹正盛，王树仁，王云飞，王新宇，刘世平，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南,41