【技术实现步骤摘要】
一种三维相似材料模拟实验中监测岩层移动的装置及方法
本专利技术涉及测试测量
,具体为一种三维相似材料模拟实验中监测岩层移动的装置及方法。
技术介绍
三维相似材料模拟实验中,对模型内部的岩层移动进行监测是十分重要的一部分,对模型进行开挖后,岩层受重力及开挖过程影响会向下发生垮落,由于各层位岩层的岩性不同,所以在垮落过程中,每个岩层的下沉量一般是不同的,通过对这些变形量进行观测,可以了解到模型内部的岩层位移情况。覆岩移动规律的研究中,一般采用二维平面模型,在模型中布置应变片或者模型表面设置观测点,再通过高速相机、全站仪等观测装置对岩层移动进行观测,这些方法对于二维相似材料模型适用性较强,但难以直接应用于三维相似材料模拟装置。对于三维相似材料模拟实验,其岩层移动发生在模型内部,以往的观测方法无法直接获得岩层移动参数。通过查阅相关资料,目前国内也没有切实可行的方法去解决这一问题,所以限制了三维相似材料模拟实验的使用。因此需要找到一种切实可行的方法对模型内部的岩层移动情况进行观测。基于以上技术问题,本专利技术提供了一种三维相似材料模拟实验中监测岩层移动的装置及方法,采用该项技术方案对三维相似材料模拟实验进行观测,可以对模型开挖后其内部的岩层位移量进行测量,解决了三维相似材料模拟实验的测量难题。可以根据实验目的及要求,合理调整探头位置和数量,同时整个观测过程中的读数频率,数据记录和存储均由计算机进行控制,减少实验人员工作量。整个技术方案其装置及方法简单,使用方便,劳动强度小,测量精度高,可以极大促进三维相似模拟实验的使用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是 ...
【技术保护点】
一种三维相似材料模拟实验中监测岩层移动的装置,其包括计算机(6)、A/D转换器(5)、直线位移传感器(4)、至少两个测试探头、至少两个测试线、滑轮组(3)、钢管(9)、推杆(10),其特征在于,至少两个测试探头至少包括测试探头一(1)和测试探头二(7),至少两个测试线至少包括测试线一(2)和测试线(8),所述钢管(9)采用直径相同的短钢管旋转连接而成,且所述钢管(9)能够通过控制短钢管的节数来控制钢管长度,所述推杆(10)设置在所述钢管(9)内部,且所述推杆(10)由直径相同的细铁棒组合连接而成,所述推杆(10)的底端焊接有圆形推片(11),所述测试探头(1)、(7)的形状为一个倒锥形铝合金圆筒(13),在所述倒锥形铝合金圆筒的侧壁上焊接有尖头弹片(12),所述尖头弹片(12)在所述倒锥形铝合金圆筒(13)上形成倒钩,测试线一(2)和测试线(8)分别与所述测试探头(1)、(7)连接,且每个测试探头对应一个测线,各个测试探头之间竖直间隔设置,所述钢管(9)和推杆(10)的组合装置用于将测试探头(1)放入模型内部的指定位置,所述滑轮组(3)设置在模型外部,且测线一(2)和测试线二(8)均采 ...
【技术特征摘要】
1.一种三维相似材料模拟实验中监测岩层移动的装置,其包括计算机(6)、A/D转换器(5)、直线位移传感器(4)、至少两个测试探头、至少两个测试线、滑轮组(3)、钢管(9)、推杆(10),其特征在于,至少两个测试探头至少包括测试探头一(1)和测试探头二(7),至少两个测试线至少包括测试线一(2)和测试线二(8),所述钢管(9)采用直径相同的短钢管旋转连接而成,且所述钢管(9)能够通过控制短钢管的节数来控制钢管长度,所述推杆(10)设置在所述钢管(9)内部,且所述推杆(10)由直径相同的细铁棒组合连接而成,所述推杆(10)的底端焊接有圆形推片(11),所述测试探头一(1)、测试探头二(7)的形状为一个倒锥形铝合金圆筒(13),在所述倒锥形铝合金圆筒的侧壁上焊接有尖头弹片(12),所述尖头弹片(12)在所述倒锥形铝合金圆筒(13)上形成倒钩,测试线一(2)和测试线二(8)分别与所述测试探头一(1)、测试探头二(7)连接,且每个测试探头对应一个测线,各个测试探头之间竖直间隔设置,所述钢管(9)和推杆(10)的组合装置用于将测试探头一(1)放入模型内部的指定位置,所述滑轮组(3)设置在模型外部,且测试线一(2)和测试线二(8)均采用模型外部的滑轮组(3)由竖直方向转变成水平方向后与直线位移传感器(4)连接,所述直线位移传感器(4)通过导线与所述A/D转换器(5)连接,所述A/D转换器(5)通过导线与计算机(6)相连接;所述直线位移传感器(4)、A/D转换器(5)和计算机(6)构成实验的数据监测、收集和存储系统;所述钢管(9)外壁涂抹有一层润滑油,且要求保持钢管(9)处于竖直状态。2.根据权利要求1所述的一种三维相似材料模拟实验中监测岩层移动的装置,其特征在于,所述的短钢管的内径为20-25mm,长度为100mm,且所述短钢管上标设有刻度及顺序编号,所述短钢管的接口处一端为内壁螺纹,接口处的另一端为外壁螺纹,其中外壁螺纹端的外径等于内壁螺纹端的内径,各个短管之间能够旋转连接。3.根据权利要求1所述的一种三维相似材料模拟实验中监测岩层移动的装置,其特征在于,所述的细铁棒直径为10mm,长度为100mm,且所述细铁...
【专利技术属性】
技术研发人员:杜锋,郑金雷,顾合龙,
申请(专利权)人:河南理工大学,
类型:发明
国别省市:河南;41
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