【技术实现步骤摘要】
本技术属于岩体力学的三维物理模型试验装置
,具体涉及一种三维物理模型试验装置。
技术介绍
随着社会经济的发展及国民经济的需求,地下矿山及隧道建设向深部转移,岩石力学的研究重点日益转向地下,在采矿工程和水电工程领域,地下巷道的长度、跨度及埋深也越来越大,因此在复杂地质条件下巷道开挖造成的围岩应力调整过程及稳定性问题变得尤为重要,而现场围岩监测需要较多的人力、物力和财力,付出的工作量大、周期长,而围岩的变化和应力分布情况不能直接观测到,在监测时又经常受到现场条件的限制,难以取得较好的成果。物理模型试验是研究深埋巷道及矿山压力的重要研究手段之一,以相似理论为基础的模型试验在配制与工程岩体性质相似的物理材料基础上,对试件进行加载、开挖和支护等,研究地下洞室的受力、变形和稳定性问题。物理模型试验可以模拟巷道开挖、工作面回采等对围岩应力调整过程、位移分布特征及位移最大值发生部位等。物理模型试验中圆形巷道使用钻机开挖较容易实现,对于矩形巷道、直墙拱型巷道一般是采用手动开挖的方法或者预埋与隧洞形状一样的柱体。手动开挖费时费力且成巷效果不好,预埋柱体的方法分为加载前取出柱体一次成巷和加载过程中顶出柱体分段成巷,前者与现场实际开挖过程差距太大,后者在高应力和多条巷道交错时较难实现。在采煤工作面回采三维模拟中,基本采用人工和简易机械开挖,与实际开挖过程不符,无法实现采煤机割煤回采及一定倾角的倾斜回采。
技术实现思路
针对上述存在问题,本技术设计了一种三维物理模型试验装置,它的外部为反力架,所述反力架的立方体形框架由八个横向设置的水平梁和四个纵向设置的立柱组成;所述反力架的至 ...
【技术保护点】
一种三维物理模型试验装置,其特征在于:它的外部为反力架(A0),所述反力架(A0)的立方体形框架由八个横向设置的水平梁(A1)和四个纵向设置的立柱(A2)组成;所述反力架(A0)的至少一个立方体框架面(A11)上有如下设置:相对设置的第一立柱(A2.1)和第二立柱(A2.2)之间设置至少两个相互平行的与水平面夹角为α矩形大钢板(A6),相邻的两个矩形大钢板(A6)之间设置有至少一排矩形小钢板(A7);所述反力架(A0)其他的框架侧面均设置反力架面板(A10);在反力架(A0)的内部设置岩体模型(A12);在岩体模型(A12)的三个表面上分别安装有上承压板(A22)、左承压板(A19)和后承压板(A21);在岩体模型(A12)的上承压板(A22)和相应的顶端反力架面板(A10)之间设置若干个上侧震动千斤顶(A18)构成垂直加载系统(A15);在岩体模型(A12)的左承压板(A19)和相应的侧面反力架面板(A10)之间设置若干个左侧震动千斤顶(A16)构成水平左右加载系统(A13);在岩体模型(A12)的后承压板(A21)和相应的后面反力架面板(A10)之间设置若干个后侧震动千斤顶(A17 ...
【技术特征摘要】
1.一种三维物理模型试验装置,其特征在于:它的外部为反力架(A0),所述反力架(A0)的立方体形框架由八个横向设置的水平梁(A1)和四个纵向设置的立柱(A2)组成;所述反力架(A0)的至少一个立方体框架面(A11)上有如下设置:相对设置的第一立柱(A2.1)和第二立柱(A2.2)之间设置至少两个相互平行的与水平面夹角为α矩形大钢板(A6),相邻的两个矩形大钢板(A6)之间设置有至少一排矩形小钢板(A7);所述反力架(A0)其他的框架侧面均设置反力架面板(A10);在反力架(A0)的内部设置岩体模型(A12);在岩体模型(A12)的三个表面上分别安装有上承压板(A22)、左承压板(A19)和后承压板(A21);在岩体模型(A12)的上承压板(A22)和相应的顶端反力架面板(A10)之间设置若干个上侧震动千斤顶(A18)构成垂直加载系统(A15);在岩体模型(A12)的左承压板(A19)和相应的侧面反力架面板(A10)之间设置若干个左侧震动千斤顶(A16)构成水平左右加载系统(A13);在岩体模型(A12)的后承压板(A21)和相应的后面反力架面板(A10)之间设置若干个后侧震动千斤顶(A17)构成水平前后加载系统(A14)。2.根据权利要求1所述的三维物理模型试验装置,其特征在于:所述的每个矩形大钢板(A6)的两端至少设置有一组矩形螺栓孔(A6.1)和弧形螺栓孔(A6.2);沿矩形大钢板(A6)的两长边均设置有多个矩形小钢板连接螺栓孔(A6.3);矩形大钢板(A6)同一端的一组矩形螺栓孔(A6.1)和弧形螺栓孔(A6.2)为上下设置,其中矩形螺栓孔(A6.1)呈矩形挖孔,其长边和矩形大钢板(A6)平行,弧形螺栓孔(A6.2)呈60°~120°的扇环形挖孔,其中心轴和矩形螺栓孔(A6.1)重合,且该弧形螺栓孔(A6.2)的圆心靠近矩形螺栓孔(A6.1)一侧。3.根据权利要求2所述的三维物理模型试...
【专利技术属性】
技术研发人员:周辉,胡明明,张勇慧,张传庆,高阳,卢景景,黄磊,魏天宇,
申请(专利权)人:中国科学院武汉岩土力学研究所,
类型:新型
国别省市:湖北;42
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