本发明专利技术提供的一种模拟地表振动作用下采空区地层动力响应的实验装置，有效解决了采空区上面车辆振动载荷作用下采空区沉降机制实验模拟的难题，而且该装置还能模拟上面车辆振动载荷作用对不同倾角煤层或地层采空区沉降机制及规律，通过模拟采空区地表车辆经过时产生的振动作用对采空区其及上覆地层动力响应，从而更好地开展上部车辆振动作用下采空区沉降机制及规律研究。降机制及规律研究。降机制及规律研究。
【技术实现步骤摘要】
一种模拟地表振动作用下采空区地层动力响应的实验装置
[0001]本专利技术涉及一种实验装置，特别是一种模拟地表振动作用下采空区地层动力响应的实验装置。
技术介绍
[0002]随着经济的快速发展，高速道路交通常常会穿越采空区，尤其是快速高铁动载对采空区诱发的沉降尚处于探索阶段。国内外在采空区深陷理论已有一定的研究基础。但随着高速铁路的建设，高速车辆行进中产生的动荷载将诱发采空区产生沉降。采空区地层对地表振动荷载的动力影响机制需开展深入研究。由于实际的地层因经受长期的地质作用，多数地层具有不同的倾角。因此，开展研究不同倾角地层环境中伏采空区上部车辆的动力作用下的地层沉降动力诱发机理研究很有必要。
[0003]目前采空区在地表车辆动载作用的动力响应及诱发沉降机理仍需进一步完善。需要一种能够开展变倾角地层的采空区沉降机制的装置，不仅需要对不同倾角下的地层进行模拟，还要对采空区上部地表行驶的车辆振动荷载开展模拟，进而对模拟地表车辆行进过程中的振动荷载对采空区诱发沉降实现试验研究。从而探索采空区具有不同倾角地层对上部振动荷载的动力响应机制开展有效而可行的物理模型试验研究，为实际工程服务。
技术实现思路
[0004]针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术提供了一种模拟地表振动作用下采空区地层动力响应的实验装置，有效解决了在模拟采空区沉降实验过程中的不同倾角的模拟层很难有效模拟的难题，并且在填充完成后的实验阶段无法保证模拟层所倾斜的角度是实验所需要的角度，同时解决了在模拟过程中上部行走车辆时，车辆移动过程中的振动效果对下方的采空区的影响，其解决的技术方案是，包括传感器，其特征在于，还包括用于承载各个模拟层及各个传感器的沉降模拟箱，沉降模拟箱下端面左侧与支撑座上端面左侧之间转动连接，转轴与沉降模拟箱下端面之间固定连接，转轴伸出支撑座部位固定连接有角度指针，沉降模拟箱由方形底板、固定连接在底板前侧面的前挡板、固定连接在下底板后侧面的后挡板组成，下底板左侧面与右侧面上均开设有穿透前挡板与后挡板的弧形槽，弧形槽内均转动连接有转动杆，转动杆上均固定连接有倾斜板，倾斜板宽度与前挡板后侧面到后挡板前侧面之间距离相同，转动杆伸出前挡板部位均固定连接有垂直于转动杆轴线的指针，固定连接在前挡板上的与指针相配合的刻度盘，倾斜板上端转动连接有平行杆，左侧倾斜板左侧和右侧倾斜板右侧的前挡板与后挡板之间分别固定连接有支撑板，左侧支撑板与左侧倾斜板之间设有倾斜板角度调节装置，右侧支撑板与右侧倾斜板之间设有倾斜板角度固定装置，位于下底板下底面右侧与支撑座右侧之间设有液压千斤顶。
[0005]一种模拟地表振动作用下采空区地层动力响应的实验装置，其特征在于，还包括上部车辆载荷模拟装置，所述上部车辆载荷模拟装置包括分别固定连接在支撑座前后侧面上的支撑件，各个支撑件左右两端分别固定连接有竖向布置的导向杆，各个支撑件中间部
位均转动连接有升降螺纹杆，各个升降螺纹杆下端分别固定连接有同步带轮，两同步带轮间经同步带进行连接，位于前侧的升降螺纹杆经固定连接在前支撑件上的升降电机进行驱动，位于各个升降螺纹杆上均螺纹连接有横向布置的升降块，各个升降块均经导向杆进行导向，两升降块之间平行布置且位于两升降块靠近侧面上转动连接有横向螺纹杆，两横向螺纹杆均通过横向转动电机进行同步驱动，两横向螺纹杆分别螺纹连接横向移动件的一端，横向移动件中间部位经平行布置的纵向螺纹杆与纵向导向杆进行连接，纵向螺纹杆经固定连接在横向移动件一端的纵向转动电机进行驱动，纵向螺纹杆上螺纹连接有经纵向导向杆进行导向的纵向移动块，纵向移动块上端固定连接有振动电机，位于纵向移动块下端固定有模拟杆，模拟杆上转动连接有移动轮。
[0006]作为优选，所述倾斜板角度调节装置包括纵向转动连接在左侧支撑板上的螺纹套，螺纹套内转动连接有螺纹调节杆，螺纹调节杆右端转动连接有左连接套，左连接套左端与螺纹调节杆右端之间转动连接，左连接套右端与左侧倾斜板左侧面之间纵向转动连接。
[0007]作为优选，所述倾斜板角度固定装置包括纵向转动连接在右支撑板上的定位套，定位套内侧面上均匀间隔排布有多个卡齿，定位套内滑动连接有定位杆，定位杆上固定有与定位套内卡齿相配合的卡块，当卡块与卡齿错位时定位杆与定位套之间滑动连接，当定位杆转动九十度时卡块与卡齿之间相配合并使定位杆与定位套之间不能进行滑动运动。
[0008]作为优选，所述定位杆左端转动连接有右连接套，右连接套左端与右侧倾斜板右侧面之间纵向转动连接，右连接套右端与定位杆左端面之间转动连接。
[0009]作为优选，所述弧形槽内转动连接的转动杆与弧形槽之间密封转动连接，所述转动杆上固定连接的倾斜板与前挡板和后挡板之间密封滑动连接。
[0010]作为优选，所述平行杆由前平行杆与后平行杆组成，前平行杆左端与左倾斜板上端面前端之间纵向转动连接，前平行杆右端与右倾斜板上端面前端之间纵向转动连接，后平行杆左端与左倾斜板上端面后端之间纵向转动连接，后平行杆右端与有倾斜板上端面后端之间纵向转动连接，所述前平行杆与后平行杆上端面之间始终保持在一个平面，前平行杆与后平行杆前侧面之间平行。
[0011]作为优选，所述液压千斤顶位于支撑座上端面右侧向下开设的收容槽内，液压千斤顶上端与下底板下底面右侧之间纵向转动连接，液压千斤顶下端与收容槽下底面之间纵向转动连接。
[0012]作为优选，所述后挡板上开设有挖煤口。
[0013]本专利技术有益效果是：解决了以下问题；1.在使用过程中能准确的调整沉降模拟箱的倾斜角度的问题；2.在调节过程中能准确的反应出倾斜角度，将倾斜板的倾斜角度与模拟箱倾斜角度调整为一致，能有效提高实验数据的准确性；3.沉降模拟箱的倾斜角度与倾斜板的支撑角度能进行比较；4.在进行实验时左右两侧的倾斜板始终保持竖直状态；5.在填装模拟层过程中能将模拟箱先调整到实验时的角度，再进行填装实验模拟层，能使填装的模拟层的角度及厚度都是符合实验时所需要的模拟层的厚度；6.在设置传感器时使传感器始终与倾斜板保持平行就能保证在实验时传感器为竖直状态，使实验数据更加准确；7.在需要模拟上端地层受行走车辆的压力而移动时对采空区造成的影响时启动上部车辆载荷模拟装置能有效模拟车辆移动状态；8.能通过前后两端的升降螺纹杆对模拟车辆的重量进行模拟，使得实验数据更加准确以及合理；9.移动轮移动状态可以模拟汽车前后行走以
及左右行走的状态。
附图说明
[0014]图1为本专利技术整体示意图。
[0015]图2为本专利技术C区域放大图。
[0016]图3为本专利技术整体示意图第二视角。
[0017]图4为本专利技术整体示意图第二视角A区域放大图。
[0018]图5为本专利技术整体示意图第二视角B区域放大图。
[0019]图6为本专利技术整体示意图第二视角D区域放大图。
[0020]图7为本专利技术剖视图。
[0021]图8为本专利技术剖视图F区域局部放大图。
[0022]附图标记1.支撑座，2.液压千斤顶，3.沉降模拟箱，4.本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模拟地表振动作用下采空区地层动力响应的实验装置，包括传感器，其特征在于，还包括用于承载各个模拟层及各个传感器的沉降模拟箱（3），沉降模拟箱（3）下端面左侧与支撑座（1）上端面左侧之间转动连接，转轴（4）与沉降模拟箱（3）下端面之间固定连接，转轴（4）伸出支撑座（1）部位固定连接有角度指针（5），沉降模拟箱（3）由方形下底板（6）、固定连接在下底板（6）前侧面的前挡板（7）、固定连接在下底板（6）后侧面的后挡板（8）组成，下底板（6）左侧面与右侧面上均开设有穿透前挡板（7）与后挡板（8）的弧形槽（9），弧形槽（9）内均转动连接有转动杆（10），转动杆（10）上均固定连接有倾斜板（11），倾斜板（11）宽度与前挡板（7）后侧面到后挡板（8）前侧面之间距离相同，转动杆（10）伸出前挡板（7）部位均固定连接有垂直于转动杆（10）轴线的指针，固定连接在前挡板（7）上的与指针相配合的刻度盘（12），倾斜板（11）上端转动连接有平行杆（13），左侧倾斜板（11）左侧和右侧倾斜板（11）右侧的前挡板（7）与后挡板（8）之间分别固定连接有支撑板（14），左侧支撑板（14）与左侧倾斜板（11）之间设有倾斜板角度调节装置（15），右侧支撑板（14）与右侧倾斜板（11）之间设有倾斜板角度固定装置（16），位于下底板（6）下底面右侧与支撑座（1）右侧之间设有液压千斤顶（2）；还包括上部车辆载荷模拟装置，所述上部车辆载荷模拟装置包括分别固定连接在支撑座前后侧面上的支撑件（27），各个支撑件左右两端分别固定连接有竖向布置的导向杆（28），各个支撑件中间部位均转动连接有升降螺纹杆（29），各个升降螺纹杆下端分别固定连接有同步带轮（30），两同步带轮间经同步带（31）进行连接，位于前侧的升降螺纹杆经固定连接在前支撑件上的升降电机（32）进行驱动，位于各个升降螺纹杆上均螺纹连接有横向布置的升降块（33），各个升降块均经导向杆进行导向，两升降块之间平行布置且位于两升降块靠近侧面上转动连接有横向螺纹杆（35），两横向螺纹杆均通过横向转动电机（36）进行同步驱动，两横向螺纹杆分别螺纹连接横向移动件（37）的一端，横向移动件中间部位经平行布置的纵向螺纹杆（38）与纵向导向杆（39）进行连接，纵向螺纹杆经固定连接在横向移动件一端的纵向转动电机（40）进行驱动，纵向螺纹杆上螺纹连接有经纵向导向杆进行导向的纵向移动块（41），纵向移动块上端固定连接有振动电机（42），位于纵向移动块下端固定有模拟杆（43），模拟杆上转动连接有移动轮（44）。2.根据权利要求1所述一种模拟地表振动作用下采空区地层动力响应的实验装置，其特征在于，所述倾斜板角度调节装置（15）包括纵向转动连...
【专利技术属性】
技术研发人员：张兴胜，崔晨曦，韩义师，张昕，潘旭威，姜彤，董金玉，黄志全，于怀昌，殷俊，
申请(专利权)人：河南新华五岳抽水蓄能发电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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