一种可实现对相似模拟试验台施加均匀应力的加载装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于矿井煤层回采后应力试验技术领域，具体涉及一种可实现对相似模拟试验台施加均匀应力的加载装置，包括平面应力实验台，平面应力实验台包括安装框架，安装框架的前侧、后侧、左侧、右侧均安装有机玻璃板，有机玻璃板与安装框架的底部围合成的区域内填充矿井煤层的相似模拟材料，相似模拟材料的上方放置橡皮囊，橡皮囊的内部充入有非牛顿流体，橡皮囊上方设置有钢板，钢板的上端面和安装框架的顶部下方之间均匀布设若干组液压缸，液压缸通过液压管路连接电液伺服液压系统。本实用新型专利技术可完成均匀应力下采场上覆岩层变形规律的相似模拟实验研究；同时能很好的解决了试验台因加载力不均所导致的实验结果不能真实还原工程现场这一弊端。原工程现场这一弊端。原工程现场这一弊端。

【技术实现步骤摘要】
一种可实现对相似模拟试验台施加均匀应力的加载装置


[0001]本技术属于矿井煤层回采后应力试验
，具体涉及一种可实现对相似模拟试验台施加均匀应力的加载装置。

技术介绍

[0002]工程实际中煤炭回采后，很难观测上覆岩层的沉降破断特征、巷道深部围岩裂隙发育区域分布规律等宏观演变现象。基于上述问题，地矿领域学者们借助实验室相似模拟手段，实现了上述规律的宏观演变的粗略观测研究，传统的相似模拟试验台多采用分块钢板匹配秤砣的机械杠杆加载方式，因受分块加载所限很难实现试验台上覆岩层应力的均匀加载。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本技术公开一种可实现对相似模拟试验台施加均匀应力的加载装置，可完成均匀应力下采场上覆岩层变形规律的相似模拟实验研究。
[0004]为达到上述目的本实用新采用如下技术方案：
[0005]一种可实现对相似模拟试验台施加均匀应力的加载装置，包括平面应力实验台，所述平面应力实验台包括安装框架，所述安装框架的前侧、后侧、左侧、右侧均安装有机玻璃板，所述有机玻璃板与所述安装框架的底部围合成的区域内填充矿井煤层的相似模拟材料，所述相似模拟材料的上方放置橡皮囊，所述橡皮囊的内部充入有非牛顿流体，所述橡皮囊上方设置有钢板，所述钢板的上端面和所述安装框架的顶部下方之间均匀布设若干组液压缸，所述液压缸通过液压管路连接电液伺服液压系统。
[0006]可选的，所述液压缸的八个。
[0007]可选的，所述钢板的左端和右端分别安装有一组滑动单元，每组所述滑动单元包括两个通过主轴连接的轴承，所述轴承与所述安装框架相对滑动。
[0008]可选的，所述橡皮囊的前侧、后侧、均安装有与所述安装框架连接的槽钢。
[0009]可选的，所述有机玻璃板为亚格力板。
[0010]本技术提供了一种可实现对相似模拟试验台施加均匀应力的加载装置，具备以下有益效果：
[0011]本技术可完成均匀应力下采场上覆岩层变形规律的相似模拟实验研究；同时能很好的解决了试验台因加载力不均所导致的实验结果不能真实还原工程现场这一弊端；
[0012]通过采场上覆应力的均布加载，最大程度的还原了工程现场，缩小了实验结论和工程现象之间的误差，最终推动了煤矿开采覆岩移动变形的粗略性研究向精准化研究的进程。
附图说明
[0013]构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的
示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0014]图1为本技术结构示意图；
[0015]图2为图1中A处移除槽钢后的放大图的剖视图。
具体实施方式
[0016]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。
[0017]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0018]实施例一
[0019]如图1所示，一种可实现对相似模拟试验台施加均匀应力的加载装置，包括平面应力实验台1，所述平面应力实验台1包括安装框架，所述安装框架的前侧、后侧、左侧、右侧均安装有机玻璃板，所述有机玻璃板与所述安装框架的底部围合成的区域内填充矿井煤层的相似模拟材料，所述相似模拟材料的上方放置橡皮囊4，所述橡皮囊4的内部充入有非牛顿流体，所述橡皮囊4上方设置有钢板3，所述钢板3的上端面和所述安装框架的顶部下方之间均匀布设若干组液压缸2，所述液压缸2通过液压管路连接电液伺服液压系统7。
[0020]所述液压缸2的八个，可以保证垂直应力均匀分布。
[0021]所述钢板3的左端和右端分别安装有一组滑动单元，每组所述滑动单元包括两个通过主轴连接的轴承6，所述轴承6与所述安装框架相对滑动，采用轴承6可以保证钢板3下移的稳定性。
[0022]实施例二
[0023]为了使测量数据根据精确，在实施例一的基础上所述橡皮囊4的前侧、后侧、均安装有与所述安装框架连接的槽钢5，前侧、后侧的槽钢5在实验过程中可给予橡皮囊4围压，避免挤破有机玻璃板。
[0024]所述有机玻璃板为亚格力板，透过有机玻璃板可以观察到相似模拟材料在受到垂直应力时变形过程。
[0025]如图1所示，本技术组装时先拆除安装框架的前侧、后侧、左侧、右侧的槽钢5并覆盖机玻璃板，然后在有机玻璃板与安装框架的底部围合成的区域内填充矿井煤层的相似模拟材料，在相似模拟材料上方放置橡皮囊4，同时在橡皮囊4内充入适量非牛顿流体，在橡皮囊4的前侧、后侧加装槽钢5，同时在橡皮囊4上方放置两端通过主轴连接有可转动轴承6的钢板3，并在槽钢5和试验台之间均匀布设组液压缸2，将其与电液伺服液压系统7进行连接。电液伺服液压系统其控制原理和方案属于现有技术，因此本技术中不再具体阐述。
[0026]基于覆岩应力测算，启动电液伺服液压系统7给予相似模拟材料一给定压力值，并保持一时间段，实现垂直应力的预加载。
[0027]在煤层指定位置，基于煤层回采参数结合时间相似比对相似模型进行开挖，压力传感器时程检测特定岩层应力变化，影像适时记录覆岩变形过程。综合应力数据和影像资
料分析，即可实现均匀加载应力下采场覆岩原位还原。
[0028]以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进、部件拆分或组合等，均应包含在本技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可实现对相似模拟试验台施加均匀应力的加载装置，包括平面应力实验台，其特征在于，所述平面应力实验台包括安装框架，所述安装框架的前侧、后侧、左侧、右侧均安装有机玻璃板，所述有机玻璃板与所述安装框架的底部围合成的区域内填充矿井煤层的相似模拟材料，所述相似模拟材料的上方放置橡皮囊，所述橡皮囊的内部充入有非牛顿流体，所述橡皮囊上方设置有钢板，所述钢板的上端面和所述安装框架的顶部下方之间均匀布设若干组液压缸，所述液压缸通过液压管路连接电液伺服液压系统。2.根据权利要求1所述的一种可实现对相似模拟试验台施加均匀应力的...

【专利技术属性】
技术研发人员：董飞，洛锋，秦勇，王虎伟，常宇晨，申虎威，赵卫，李盟，吕振，孙赓，樊浩冬，
申请(专利权)人：山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿，
类型：新型
国别省市：