一种全自动智能装配模型试验装置系统及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种全自动智能装配模型试验装置系统及试验方法，包括模型反力结构和液压加载控制系统；模型反力结构包括位于四周、顶部和底部的反力梁；四周和顶部的反力梁和相应的液压加载控制系统固定连接，共同构成四周和顶部的反力墙，并对模型施加水平和竖向荷载；其中前反力墙可闭合的与侧反力墙连接，顶部反力梁下设有顶梁升降油缸；模型反力结构内设有用以承载模型材料的导力框，导力框通过水平拖出油缸与模型反力结构固定连接；通过控制顶梁升降油缸实现顶梁的自动升降，通过控制水平拖出油缸来带动导力框的自动拖出，二者配合工作，进而实现模型材料的自动移出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于岩土工程科研
，特别涉及一种用于进行不同工程概况的全自动智能装配模型试验装置系统及试验方法。
技术介绍
随着人口的增多，土地减少，以及改革开放和现代化建设，人类正面临着人口、土地、能源、水资源、环境、气候六大挑战，为了最大程度的合理利用空间以及安全开采和储存能源，地下空间的开发利用是实现可持续发展的必然之路。然而地下空间的开发、建设、规划具有一定的盲目性和危险性。特别是随着埋深的不断增加，复杂的地质条件和工况一直是阻碍地下空间发展的重大屏障，由于地下工程自身结构和地质赋存环境的复杂性，传统的理论分析方法难以处理这些复杂、非线性变形破坏问题。考虑到数值分析方法在处理岩土体破坏问题时具有的局限性，数值分析在模拟地下工程破坏方面至今难以取得突破性进展，地质力学模型试验以其形象、直观、真实的特性已成不可替代的研究手段。对岩体的应力加载、开挖和开采会导致其产生不同程度破坏、失稳，由此带来一系列的安全和环境问题。国内外学者对此进行了大量的研究，取得了丰硕的成果。但由于深部地质条件的复杂性，使得问题仍未得到圆满解决，如何更加安全、高效、智能的模拟这类复杂条件下对岩体的影响是解决当前地下空间的开发不可回避的重大问题。目前，针对地质力学模型试验，已开展了大量的研究工作，研制了一系列模拟试验装置，研究现状如下:(1)申请号为201110038852.6的中国专利公开了一种大型组合式动静多功能岩土工程模拟试验装置，该装置由若干榀反力台架装置、前可视反力梁、后加载反力梁、拱形动态反力架、液压加载系统、伺服动态加载系统、模型升降平移托车系统等组成，可应用于基坑、边坡及高地应力条件下岩土工程的平面和三维地质力学静态和动态模型试验。(2)申请号为201120039595.3的中国专利公开了一种超大型岩土工程三维模型试验系统，包括超大型模型试验装置、分别与大型模型试验装置相连的液压加载系统和应变位移测试系统，可满足不同高度试验的要求。模型试验装置安装拆分方便，操作方便，可完成十字交叉型隧洞的大型三维模型试验。(3)申请号为201110121561.3的中国专利公开了一种充填开采三维模拟试验装置及方法，装置主要由方框形台式试验模型架、仿真充填开采模拟系统、等效加载系统和无线信息采集系统构成;通过充填开采三维模拟试验装置，能真实再现现实条件下模拟综采工作面开采、采空区充填、充填物料压实等具体过程;通过无线信息采集系统能实时监测充填过程中采空区充填体及采煤工作面上覆岩层内的压力、位移的三维变化情况，并利用计算机形象模拟，从而真实的反应充填开采的现场情况。(4)申请号为200910020538.8的中国专利公开了三维梯度非均匀加载结构模型试验装置，包括台形梯度非均匀加载装置和加载反力装置，该专利技术通过在模型表面设置的台形梯度加载模块实现地下结构的三维梯度非均匀加载，从而揭示深部地下洞室围岩的非线性变形特征和破坏机理，对指导深部地下工程的设计和施工具有重要意义。综合分析上述单位的模型试验台架装置系统，还存在以下不足之处: 1.上述试验装置不论大小，模型材料填埋时都要人工拆除部分装置，消耗人工，增加了试验成本和危险性；2.上述模型试验装置，试验完成后需要人工打开装置、手动移除模型材料，实际操作时繁琐费时，非常不便。3.上述模型试验装置在试验完成后模型材料的移出需人工完成，费时费力且移出过程中容易破坏模型材料的完整性影响试验结果和后续观测。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供，从而为各种地下工程物理模型试验的模拟提供更安全省时高效的试验仪器和操作平台。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案:—种全自动智能装配模型试验装置系统，包括模型反力结构和液压加载控制系统;所述模型反力结构包括位于四周、顶部和底部的反力梁;所述四周和顶部的反力梁和相应的所述液压加载控制系统固定连接，共同构成四周和顶部的反力墙，并对模型施加水平和竖向荷载;其中前反力墙可闭合的与侧反力墙连接，顶部反力梁下设有顶梁升降油缸;所述模型反力结构内设有用以承载模型材料的导力框，所述导力框通过水平拖出油缸与所述模型反力结构固定连接；通过控制所述顶梁升降油缸实现顶梁的自动升降，通过控制所述水平拖出油缸来带动所述导力框的自动拖出，二者配合工作，进而实现所述模型材料的自动移出。试验结束后，通过智能控制实现顶梁的自动提升和前反力墙智能开启以及模型托盘将模型材料的移出。在节省劳动力的同时，可以避免试验模型受人工操作的扰动，最大限度保证材料的完整性，保持试验结束时的原始形态，从而更加准确的观测模型材料的破坏形式，得到更加精确的试验结果。所述导力框的底部设有模型托盘，所述模型托盘的底部设有升降油缸，所述升降油缸的另一端连接滑轮，底部的所述反力梁上，设有与所述滑轮配合工作的导轨。所述水平拖出油缸置于所述模型托盘的下方，所述水平拖出油缸的一端通过支座与所述模型反力结构连接，所述水平拖出油缸的另一端通过支座与所述模型托盘的底部连接。所述前反力墙通过智能开启-闭合系统与所述侧反力墙连接;所述智能开启-闭合系统包括固定反力支座，与所述固定反力支座固定连接的水平放置的前墙旋转油缸，连接所述前反力墙和侧反力墙的竖直设置的旋转轴，所述旋转轴固定连接水平设置的联动轴；所述联动轴的一端与所述前反力墙固定连接;所述前墙旋转油缸的传力轴与旋转轴通过齿轮咬合，所述前墙旋转油缸的伸缩带动所述旋转轴的旋转，进而通过所述联动轴带动所述前反力墙的开合。两面所述侧反力墙上，设有前墙锁定油缸，在所述前反力墙左右两侧的相应位置，设有前墙锁定扣，所述前墙锁定油缸与前墙锁定扣配合工作，实现所述前反力墙与侧反力墙的锁定与自动解锁。所述液压加载控制系统包括固定于所述模型反力结构上的液压油缸，和与所述液压油缸的端头固定连接的推力板，加载时液压油缸推动与模型接触的所述推力板移动，从而实现对所述模型的水平和竖向地应力的加载。所述顶梁升降油缸置于所述侧反力墙的顶部，所述侧反力墙顶部的侧壁上，设有水平放置的顶梁锁定油缸，所述顶部反力梁上，设有与所述顶梁锁定油缸配合工作的顶梁锁定孔。所述侧反力墙的顶部，设有顶部高出所述顶部反力梁的滑动轨道，所述顶部反力梁上，设有配套工作的电车滑轮、与所述电车滑轮连接的电车发动机，和控制所述电车滑轮伸缩的滑轮移动油缸；当所述顶部反力梁升高且所述滑轮移动油缸外伸时，所述电车滑轮沿所述滑动轨道上表面滑动。当所述电车滑轮到达所述滑动轨道上表面高度时停止上升，所述滑轮移动油缸使所述电车滑轮外伸到滑动轨道上表面，所述电车发动机当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全自动智能装配模型试验装置系统，其特征在于：包括模型反力结构和液压加载控制系统；所述模型反力结构包括位于四周、顶部和底部的反力梁；所述四周和顶部的反力梁和相应的所述液压加载控制系统固定连接，共同构成四周和顶部的反力墙，并对模型施加水平和竖向荷载；其中前反力墙可闭合的与侧反力墙连接，顶部反力梁下设有顶梁升降油缸；所述模型反力结构内设有用以承载模型材料的导力框，所述导力框通过水平拖出油缸与所述模型反力结构固定连接；通过控制所述顶梁升降油缸实现顶梁的自动升降，通过控制所述水平拖出油缸来带动所述导力框的自动拖出，二者配合工作，进而实现所述模型材料的自动移出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王汉鹏，李术才，李清川，张冰，张庆贺，朱海洋，王粟，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37