本发明专利技术提供一种平面应变高强井壁加载装置，包括：高压容器，用于容纳需要测试的井壁模型，在井壁模型上粘贴有若干应变片并连接数据线；所述高压容器由圆柱形的筒体、上盖和下盖组成，所述筒体的上端与所述上盖连接，所述筒体的下端与所述下盖连接，所述上盖与所述下盖连接，所述上盖上设置有压力监测孔，用于连接压力监测装置，所述筒体上设有进油孔，用于向所述筒体内进油，所述筒体上设有引线孔，用于将连接在所述井壁模型上的所述数据线引出所述筒体。本发明专利技术提供的平面应变高强井壁加载装置，能够实现平面应变状态下高强井壁的加载实验。
【技术实现步骤摘要】
平面应变高强井壁加载装置及试验加载方法
本专利技术涉及矿山建设领域，特别涉及平面应变高强井壁加载装置及试验加载方法。
技术介绍
目前高强井壁的混凝土最高强度已经达到90MPa，高强井壁的受力分析及破坏机理一直都是矿山建设研究领域中的一个重要课题。高强井壁的受力及变形特性比较复杂，相似模型试验是研究该问题的一种重要方法。在高强井壁的模型实验中，对外载的控制是整个实验的重要内容，通常选用油压来模拟井壁的外荷载，高强井壁对应的外荷载较大，这对试验的加载装置提出了更高的要求。在对井壁的力学特性分析中，通常把井壁看做无限长厚壁圆筒，井壁的受力问题可以简化为平面应变问题。目前针对于平面应变高强井壁模型试验加载装置的研究还没有形成系统的理论。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种平面应变高强井壁加载装置及试验加载方法，能够实现平面应变状态下高强井壁的加载实验。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种平面应变高强井壁加载装置，包括：高压容器，用于容纳需要测试的井壁模型，在井壁模型上粘贴有若干应变片并连接数据线；所述高压容器由圆柱形的筒体、上盖和下盖组成，所述筒体的上端与所述上盖连接，所述筒体的下端与所述下盖连接，所述上盖与所述下盖连接，所述上盖上设置有压力监测孔，用于连接压力监测装置，所述筒体上设有进油孔，用于向所述筒体内进油，所述筒体上设有引线孔，用于将连接在所述井壁模型上的所述数据线引出所述筒体。进一步地，在上述平面应变高强井壁加载装置中，所述上盖与所述下盖均为圆环状，所述上盖的上表面和所述下盖的下表面均设有一圈隆起部，所述压力监测孔设置在所述上盖的隆起部上。进一步地，在上述平面应变高强井壁加载装置中，所述上盖和所述下盖的径向方向均分布有多条凸起条纹，在所述上盖和所述下盖上沿径向由内向外均分布有三圈孔。进一步地，在上述平面应变高强井壁加载装置中，双头螺杆从所述上盖和所述下盖上的最内圈的孔穿过并经过所述筒体中间且不与所述筒体的侧壁接触，所述双头螺杆将所述上盖与所述下盖连接并固定，在所述双头螺杆的两端均由螺母固定，所述井壁模型放置在所述筒体的侧壁与所述双头螺杆之间的空间，所述双头螺杆具有足够的刚度能够保证所述井壁模型处于平面应变状态。进一步地，在上述平面应变高强井壁加载装置中，在所述上盖和所述下盖上的中间圈的孔用于放入螺钉，所述筒体的上端和下端均设置有与所述中间圈的孔对应的孔，所述螺钉将所述上盖与所述筒体的上端连接，所述螺钉将所述下盖与所述筒体的下端连接。进一步地，在上述平面应变高强井壁加载装置中，所述筒体的上端和下端的外圈端各设置有一个凸出的圆台，在所述圆台上设置有一圈孔，所述圆台上的孔与所述上盖和所述下盖上的最外圈的孔一一对应并用于放入螺栓，所述螺栓将所述上盖与所述筒体的上端连接，所述螺栓将所述下盖与所述筒体的下端连接。进一步地，在上述平面应变高强井壁加载装置中，在所述上盖和所述下盖上的最内圈孔的外侧沿径向分布有多圈第一凹槽，所述第一凹槽用于放置O形密封圈。进一步地，在上述平面应变高强井壁加载装置中，在所述下盖的内圈端部设置有一圈第二凹槽，所述第二凹槽用于放置放油漏斗。进一步地，在上述平面应变高强井壁加载装置中，所述筒体中部的外侧壁上设置有一圈圆形凸肋，在所述圆形凸肋上均匀分布有八个孔：其中两个孔为所述进油孔，另外六个孔为引线孔，两个所述进油孔位于所述筒体的圆环横截面的一条直径上。另一方面，提供了一种平面应变高强井壁模型试验加载方法，包括以下步骤：(1)在模具中浇筑井壁，并对所述井壁的上下端面进行精加工，得井壁模型；(2)在所述井壁模型同一水平的内外表面及钢筋网的内外排各粘贴若干应变片并连接数据线；(3)打开权利要求1至9任一项的平面应变高强井壁加载装置的所述上盖，将所述井壁模型放置在所述高压容器内，将所述数据线从所述引线装置中引出所述高压容器，用环氧树脂对所述数据线与所述引线装置之间的空隙进行填充，保证所述井壁模型与所述高压容器之间的空间密闭，盖好所述上盖，上紧所述双头螺栓、螺钉和螺栓，将所述进油接口通过高压油管与高压油泵相连；(4)利用所述高压油泵通过高压油管对所述加载装置中的井壁模型进行加载，根据模型壁厚不同进行预加载；随后分级稳压加载，然后稳压1～2min再继续加载；当井壁模型接近破坏时，提高加载速度直至井壁模型破裂；优选地，所述预加载不超过井壁模型设计荷载的30％，所述分级稳压加载为每30s加载0.5Mpa。从以上的描述中，可以看出，本专利技术能够实现了如下技术效果：本专利技术提供的平面应变高强井壁加载装置及试验加载方法可实现对高强井壁的受力及破坏机理分析；在高强井壁模型的实验中，该加载装置能够适应高强井壁对应的较大外荷载，同时实现了井壁的平面应变。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。其中：图1为本专利技术的一个实施例的整体结构示意图；图2为图1中实施例的上盖的上表面的结构示意图(如果去掉图中标记10，该图也可作为下盖的下表面示意图)；图3为图1中实施例的放油漏斗的结构示意图；图4为图1中实施例的进油孔的俯视结构示意图；图5为图1中实施例的进油接口的截面结构示意图；图6为图1中实施例的引线装置的俯视结构示意图；图7为图1中实施例的引线装置的截面结构示意图；图8为图1中实施例的双头螺杆的结构示意图；图9为图1中实施例的O形密封圈的结构示意图；图10为图1中实施例的紫铜垫圈的结构示意图；图11为图1中实施例的压力监测装置的结构示意图；图12为图1中A处的放大结构示意图。附图标记说明：1双头螺杆、2上盖、3螺钉、4螺栓、5进油孔、6下盖、7放油漏斗、8引线孔、9第一凹槽、10压力监测孔、11筒体、12O型密封圈、13进油接口、131法兰、132螺纹双头接头、14引线装置、141法兰、142出线接头、143出线孔、15压力监测装置、151压力表、152油压传感器、16紫铜垫圈、17圆形凸肋、18圆台、19第二凹槽、20孔、21孔、22孔、23孔、24隆起部、25凸起条纹。具体实施方式下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术而不是要求本专利技术必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。如图1至图12所示，根据本专利技术的实施例，提供了一种平面应变高强井壁加载装置，包括：高压容器，高压容器的内表面光滑，用于容纳需要测试的井壁模型，在井壁模型上粘贴有若干应变片并连接数据线；高压容器由圆柱形的筒体11、上盖2和下盖6组成，筒体11的上端与上盖2连接，筒体11的下端与下盖6连接，上盖2与下盖6连接，从而将上盖2和下盖6盖合到筒体1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种平面应变高强井壁加载装置，其特征在于，包括：高压容器，用于容纳需要测试的井壁模型，在井壁模型上粘贴有若干应变片并连接数据线；所述高压容器由圆柱形的筒体、上盖和下盖组成，所述筒体的上端与所述上盖连接，所述筒体的下端与所述下盖连接，所述上盖与所述下盖连接，所述上盖上设置有压力监测孔，用于连接压力监测装置，所述筒体上设有进油孔，用于向所述筒体内进油，所述筒体上设有引线孔，用于将连接在所述井壁模型上的所述数据线引出所述筒体。
【技术特征摘要】
1.一种平面应变高强井壁加载装置，其特征在于，包括：高压容器，用于容纳需要测试的井壁模型，在井壁模型上粘贴有若干应变片并连接数据线；所述高压容器由圆柱形的筒体、上盖和下盖组成，所述筒体的上端与所述上盖连接，所述筒体的下端与所述下盖连接，所述上盖与所述下盖连接，所述上盖上设置有压力监测孔，用于连接压力监测装置，所述筒体上设有进油孔，用于向所述筒体内进油，所述筒体上设有引线孔，用于将连接在所述井壁模型上的所述数据线引出所述筒体。2.根据权利要求1所述的平面应变高强井壁加载装置，其特征在于，所述上盖与所述下盖均为圆环状，所述上盖的上表面和所述下盖的下表面均设有一圈隆起部，所述压力监测孔设置在所述上盖的隆起部上。3.根据权利要求1所述的平面应变高强井壁加载装置，其特征在于，所述上盖和所述下盖的径向方向均分布有多条凸起条纹，在所述上盖和所述下盖上沿径向由内向外均分布有三圈孔。4.根据权利要求3所述的平面应变高强井壁加载装置，其特征在于，双头螺杆从所述上盖和所述下盖上的最内圈的孔穿过并经过所述筒体中间且不与所述筒体的侧壁接触，所述双头螺杆将所述上盖与所述下盖连接并固定，在所述双头螺杆的两端均由螺母固定，所述井壁模型放置在所述筒体的侧壁与所述双头螺杆之间的空间，所述双头螺杆具有足够的刚度能够保证所述井壁模型处于平面应变状态。5.根据权利要求3所述的平面应变高强井壁加载装置，其特征在于，在所述上盖和所述下盖上的中间圈的孔用于放入螺钉，所述筒体的上端和下端均设置有与所述中间圈的孔对应的孔，所述螺钉将所述上盖与所述筒体的上端连接，所述螺钉将所述下盖与所述筒体的下端连接。6.根据权利要求3所述的平面应变高强井壁加载装置，其特征在于，所述筒体的上端和下端的外圈端各设置有一个凸出的圆台，在所述圆台上设置有一圈孔，所述圆台上...
【专利技术属性】
技术研发人员：荣传新，王彬，程桦，姚直书，彭世龙，蔡海兵，黎明镜，王晓健，宋海清，郑腾龙，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34
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