一种组合拱机理验证试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种组合拱机理验证试验装置，涉及岩土试验测试技术领域，包括顶层金属网、下拱面、试验锚杆、柱腿和围板，柱腿设置在地面上支撑下拱面，下拱面上方沿边缘布置有围板，围板上方设置有顶层金属网，其中顶层金属网呈拱形，顶层金属网上等间距的排列设置有圆孔，下拱面为对称布置的两块曲面钢板，曲面钢板之间通过销钉连接固定，围板是通过焊接固定的钢板围成，柱腿是由角钢制成，试验锚杆穿过顶层金属网和下拱面并固定；利用该装置进行试验时，将碎石材料充填至下拱面和顶层金属网之间，再设置试验锚杆，随后拆除顶层金属网和下拱面，观测组合拱的稳定性。该装置及方法方便来组合拱机理的研究，另外还具有直观、操作性好等优点。

A test device for mechanism verification of composite arch

【技术实现步骤摘要】
一种组合拱机理验证试验装置
本技术涉及岩土试验测试
，尤其是一种组合拱机理验证试验装置。
技术介绍
组合拱理论是由兰氏(TALang)和彭德(Pender)通过光弹试验提出来的，组合拱原理认为,在拱形巷道围岩的破裂区中,安装预应力锚杆时,在杆体两端将形成圆锥形分布的压应力,如果沿巷道周边布置的锚杆间距足够小，各个锚杆的压应力锥体相互交错,这样使巷道周围的岩层形成一种连续的组合带(拱)。为了更好的研究组合拱理论，形象直观的展示组合拱理论的原理及效果，分析不同条件下组合拱理论的实际情况。
技术实现思路
为了方便组合拱机理的研究，提供形象直观的组合拱原理及效果展示，本技术提供来一种组合拱机理验证试验装置，具体技术方案如下。一种组合拱机理验证试验装置，包括顶层金属网、下拱面、试验锚杆、柱腿和围板，所述柱腿设置在地面上支撑下拱面，下拱面上方沿边缘布置有围板，围板上方设置有顶层金属网；所述顶层金属网呈拱形，顶层金属网上等间距的排列设置有圆孔；所述下拱面为重叠布置的两块曲面钢板，曲面钢板之间通过销钉连接固定；所述两块曲面钢板上分别设置有相对朝向的开槽；所述围板是通过焊接固定的钢板围成，所述柱腿是由角钢制成，所述试验锚杆穿过顶层金属网和下拱面并通过托盘固定。优选的是，顶层金属网通过在边缘设置螺钉固定在围板上方，顶层金属网上的圆孔直径大于试验锚杆的直径小于锚杆托盘的直径。优选的是，下拱面的两块曲面钢板之间留有缝隙，所述下拱面的曲面钢板弧形侧边一侧完整连接，另一侧留有开槽的对应开口。优选的是，围板的中部为透明亚克力板；所述顶层金属网和下拱面的弧度相等。本技术的有益效果是：利用组合拱机理验证试验装置进行模拟试验，从而方便了组合拱机理的研究，通过设置试验锚杆从而研究锚杆对组合拱稳定性的影响，另外还可以使用不同粒径的碎石子和碎石块，从而研究不同的粒径对组合拱稳定性的影响；试验装置的下拱面使用双层钢板，从而可以更好的压实碎石，另外可以方便成拱后拆卸；围板使用透明亚克力板可以更好的观测成拱的情况，使组合拱理论更加形象、直观。附图说明图1是组合拱原理结构示意图；图2是组合拱机理验证试验装置结构示意图；图3是下拱面结构示意图；图4是下拱面开槽部分结构设置示意图；图5是下拱面开槽设置示意图；图6是柱腿和围板结构示意图。图中：1-顶层金属网；2-下拱面；3-试验锚杆；4-柱腿；5-围板。具体实施方式结合图1至图6所示，本技术提供的一种组合拱机理验证试验装置具体实施方式如下。一种组合拱机理验证试验装置具体的结构包括顶层金属网1、下拱面2、试验锚杆3、柱腿4和围板5，柱腿4和围板5可以焊接在一起，顶层金属网1和下拱面2可拆卸的设置在围板上。柱腿4设置在地面上支撑下拱面，柱腿4也可以直接固定在地面上，下拱面2上方沿边缘布置有围板5，围板5上方设置有顶层金属网。顶层金属网1呈拱形，多个顶层金属网1设置不同的弧度可以更换使用，顶层金属网1上等间距的排列设置有圆孔。下拱面2为重叠布置的两块曲面钢板，曲面钢板之间通过销钉连接固定，下拱面的弧长可以为1.3m。下拱面的两块曲面钢板上分别设置有不同朝向的开槽，从而可向两侧开门抽出，方便拆除。下拱面2的曲面钢板弧形侧边一侧完整连接，另一侧留有开槽的对应开口。围板5是通过焊接固定的钢板围成，围板5的高度在20cm以上，主要是通过钢板和柱腿固定，柱腿4是由角钢制成，柱腿4之间的间距可以是1.15m左右，高为1m左右，试验锚杆穿过顶层金属网和下拱面并通过托盘固定。试验锚杆3在固定时，上部穿过顶层金属网1，下部穿过下拱面上的开槽，并通过螺母固定，拆卸时先拆卸顶层金属网1，并在试验锚杆3双端设置托盘和螺母固定，然后双向拆除下拱面2，由于下拱面2为两层的结构因此容易拆卸，拆卸后观测围板之间的组合拱情况。另外，顶层金属网1通过在边缘设置螺钉固定在围板上方，从而方便固定和拆卸，顶层的金属网结构也方便压实围板所包围空间的碎石，顶层金属网1上的圆孔直径大于试验锚杆的直径小于锚杆托盘的直径，从而方便安装和拆卸。围板的中部为透明亚克力板，从而可以更直观的观测组合拱的结构组成情况和稳定性，这使该试验装置在教学试验中具有广泛的应用；顶层金属网和下拱面的弧度相等，在试验时选择两者的弧度相同从而形成形状标准的组合拱。一种组合拱机理验证试验方法，利用上述的组合拱机理验证试验装置，步骤包括：步骤一.将下拱面固定，具体是下拱面的曲面钢板之间的固定，以及下拱面和围板之间的固定，并将试验锚杆通过螺母固定在下拱面上，设置一定的间距和角度；其中调整试验锚杆之间的间距，可以用于研究不同锚杆密度条件下组合拱的稳定性。步骤二.向下拱面和围板共同围成的空间内填满碎石子或碎石块，将空间内的填充压实，碎石可以涂不同的颜色，从而方便后期观测。使用不同粒径的碎石子或碎石块，可以用于研究不同粒径条件下组合拱的稳定性。步骤三.通过顶层金属网逐层压实后，去掉顶层金属网；步骤四.空间上部通过托盘和螺母固定试验锚杆，拆除下拱面上的销钉，从两侧分别拆除下拱面的曲面钢板；步骤五.观测并计量掉落碎石子或碎石块情况，根据称量及观测到的碎石变化情况可以判断组合拱的稳定性。观测后在空间的上表面放置重物，通过逐渐增加重物，直至组合拱失稳，研究不同组合拱的最大承重能力。当然，上述说明并非是对本技术的限制，本技术也并不仅限于上述举例，本
的技术人员在本技术的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合拱机理验证试验装置，其特征在于，包括顶层金属网、下拱面、试验锚杆、柱腿和围板，所述柱腿设置在地面上支撑下拱面，下拱面上方沿边缘布置有围板，围板上方设置有顶层金属网；所述顶层金属网呈拱形，顶层金属网上等间距的排列设置有圆孔；所述下拱面为重叠布置的两块曲面钢板，曲面钢板之间通过销钉连接固定；所述两块曲面钢板上分别设置有相对朝向的开槽；所述围板是通过焊接固定的钢板围成，所述柱腿是由角钢制成，所述试验锚杆穿过顶层金属网和下拱面并通过托盘固定；所述顶层金属网和下拱面的弧度相等。/n

【技术特征摘要】
1.一种组合拱机理验证试验装置，其特征在于，包括顶层金属网、下拱面、试验锚杆、柱腿和围板，所述柱腿设置在地面上支撑下拱面，下拱面上方沿边缘布置有围板，围板上方设置有顶层金属网；所述顶层金属网呈拱形，顶层金属网上等间距的排列设置有圆孔；所述下拱面为重叠布置的两块曲面钢板，曲面钢板之间通过销钉连接固定；所述两块曲面钢板上分别设置有相对朝向的开槽；所述围板是通过焊接固定的钢板围成，所述柱腿是由角钢制成，所述试验锚杆穿过顶层金属网和下拱面并通过托盘固定；所述顶层金属网和下拱面的弧度相等。

【专利技术属性】
技术研发人员：吴士良，马峰，李成，陈永强，韩伟，孙文瑶，
申请(专利权)人：青岛本末岩控技术有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37