一种岩土工程扰动模拟试验台制造技术

本实用新型专利技术涉及一种岩土工程扰动模拟试验台，属于地下岩土工程试验技术领域，解决了现有试验装置无法真实模拟巷道所受的采掘扰动影响的问题，包括顶部敞口设置的模型箱，模型箱的两侧均设有竖向支撑部件，模型箱两侧的竖向支撑部件顶端之间设有水平支撑部件，水平支撑部件安装有位于模型箱上方的竖向预荷载加载部件和竖向扰动加载部件，位于模型箱一侧的竖向支撑部件安装有水平扰动加载部件，采用本实用新型专利技术的试验台能够良好的模拟巷道所受采掘扰动的影响。采掘扰动的影响。采掘扰动的影响。

A geotechnical engineering disturbance simulation test-bed

【技术实现步骤摘要】
一种岩土工程扰动模拟试验台


[0001]本技术涉及地下岩土工程试验
，具体涉及一种岩土工程扰动模拟试验台。

技术介绍

[0002]这里的陈述仅提供与本技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
[0003]地下空间建造或使用过程中经常受到周围地层扰动影响，例如既有地铁线路对下部新建地铁的扰动，临近基坑开挖对地下空间的扰动，工作面采煤对临近巷道的扰动，地震对地下空间的扰动等等，这些扰动都会导致地下工程不同程度的变形或破坏，影响结构使用。以矿山巷道为例，临近工作面的巷道不仅会受到上覆岩层的静压作用，也会受到相邻工作面开采扰动影响。这种扰动作用在现场较难监测，且监测成本高、误差大，且无法控制单因素变量，不利于研究采掘扰动压力对巷道产生的影响。目前通过室内试验再现地下工程扰动现象，在扰动现象过程中了解支护结构的稳定性、支护结构的安全性，在多大的扰动下支护结构会变形，在多大扰动频率下支护结构会被破坏。因此，为了研究支护结构失稳破坏的突变规律，需要建立相应的物理模型试验及试验方法。
[0004]专利技术人发现，当前的试验装置仅能模拟纵向扰动，不能真实的模拟巷道所受采掘扰动影响。专利技术人还发现，现有的试验装置在模型箱底部安装扰动作动器，在模型箱底部安装扰动作动器时，由于扰动作动器的承载能力有限，因此模型的重量和所受到的荷载受到限制，专利技术人还发现，目前的试验装置受反力架的影响，在模型箱内安装巷道模型和围岩相似材料不方便。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供了一种岩土工程扰动模拟试验台，能够真实的模拟巷道所受采掘扰动影响，且巷道模型的安装方便。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0007]本技术的实施例提供了一种岩土工程扰动模拟试验台，包括顶部敞口设置的模型箱，模型箱的两侧均设有竖向支撑部件，模型箱两侧的竖向支撑部件顶端之间设有水平支撑部件，水平支撑部件安装有位于模型箱上方的竖向预荷载加载部件和竖向扰动加载部件，位于模型箱一侧的竖向支撑部件安装有水平扰动加载部件。
[0008]可选的，竖向预荷载加载部件和竖向扰动加载部件的一端与水平支撑部件连接，另一端连接至竖向荷载分配板。
[0009]可选的，位于模型箱一侧的所述竖向支撑部件设有连接架，连接架与水平扰动加载部件的一端连接，水平扰动加载部件的另一端连接有至少一根连杆，连杆穿过竖向支撑部件并连接有水平荷载分配板。
[0010]可选的，所述竖向扰动加载部件和水平扰动加载部件均采用扰动油缸，扰动油缸通过伺服阀与液压站连接，能够通过伺服阀施加扰动荷载。
[0011]可选的，模型箱放置在底座上，竖向支撑部件的底端与底座固定连接。
[0012]可选的，模型箱与设置在底座上的导轨滑动连接，导轨的轴线水平设置且垂直于水平扰动加载部件的轴线。
[0013]可选的，所述模型箱包括底板，底板上表面设有围合呈立方体结构的前板、后板及两个侧板，侧板与水平扰动加载部件的轴线垂直，前板为透明板。
[0014]可选的，前板的外侧面固定有多个水平设置的檩条。
[0015]可选的，后板包括下板部和上板部，下板部与底板固定连接，下板部和上板部可拆卸连接。
[0016]可选的，竖向扰动加载部件和水平扰动加载部件均安装有位移检测元件和荷载检测元件。
[0017]上述本技术的有益效果如下：
[0018]1.本技术的岩土工程扰动模拟试验台，具有预荷载加载部件、竖向扰动加载部件和水平扰动加载部件，将巷道所受压力分为静荷载和扰动荷载，分别由两个预载缸和扰动器加载。静荷载可模拟巷道所受超前支承压力影响。扰动荷载采用双向动力扰动，分为垂向扰动和水平扰动，更符合现场巷道同时受多方向采掘扰动影响，模拟更加真实，且两绕扰动荷载可分开加载，更容易控制单因素变量。既能从整体观察巷道模型所受扰动荷载时支护结构的稳定性，又可从关键部位研究支护结构所能承受扰动大小与频率。
[0019]2.本技术的岩体工程扰动模拟试验台，由于竖向扰动加载部件设置在模型箱的上方，模型箱由底座承担其产生的竖向荷载，底座的承载能力较高，因此对模型的重力及其施加的竖向荷载不受限制。
[0020]3.本技术的岩土工程扰动模拟试验台，通过设置导轨，模型箱与导轨滑动连接，且模型箱的后板为可拆卸的下板部和上板部，模型箱可通过导轨拉出，离开竖向支撑部件和水平支撑部件的位置，便于安放巷道模型和相似围岩。
[0021]4.本技术的岩土工程扰动模拟试验台，模型箱的前板采用透明板，可在实验过程中观察巷道模型的支护结构稳定性和安全性。
附图说明
[0022]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
[0023]图1是本技术实施例1整体结构示意图；
[0024]图2是本技术实施例1整体结构主视图；
[0025]图3是本技术实施例1模型箱后板示意图；
[0026]图4是本技术实施例1模型箱内巷道模型和围岩相似材料放置示意图；
[0027]其中，1.模型箱，2.檩条，3.底座，4.第一门架纵梁，5.第二门架纵梁，6. 门架横梁，7.竖向加载油缸，8.竖向扰动作动器，9.竖向荷载分配板，10.中间杆，11.拉杆，12.连接架，13.水平扰动作动器，14.支撑板，15.连杆，16.水平荷载分配板，17.围岩相似材料，18.下板部，19.上板部，20.巷道模型。
具体实施方式
[0028]实施例1
[0029]本实施例提供了一种岩土工程扰动模拟试验台，如图1
‑
图2所示，包括模型箱1，模型箱1用于放置巷道模型，模型箱顶部敞口设置。
[0030]本实施例中，模型箱1采用立方体结构，包括底板和设置在底板上表面的前板、后板及两个侧板，前板、后板和两个侧板围合成立方体结构。
[0031]本实施例中，前板为透明板，可在实验过程中观察巷道模型的支护结构稳定性和安全性。前板的外侧面固定有多个水平上下设置的檩条2，用于对前板进行加固。
[0032]如图3所示，所述后板包括下板部18和上板部19，下板部18的底面与底板固定连接，上板部19的顶部与上板部19的底部可拆卸固定连接，本实施例中，下板部18和上板部19通过螺栓进行可拆卸连接，放置巷道模型和围岩相似材料时，将上板部19从下板部18上拆下，方便在模型箱1内放置巷道模型和围岩相似材料。
[0033]底板安装在底座3上，底座3作为模型箱及其他部件的承载平台。
[0034]本实施例中，底座3采用由工字钢依次焊接固定构成的矩形框架式底座。
[0035]底座3上还安装有反力架，反力架采用倒U型结构，包括设置在一个侧板外侧的第一竖向支撑部件和设置在另一个侧板外侧的第二竖向支撑部件。
[0036]第一竖向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种岩土工程扰动模拟试验台，其特征在于，包括顶部敞口设置的模型箱，模型箱的两侧均设有竖向支撑部件，模型箱两侧的竖向支撑部件顶端之间设有水平支撑部件，水平支撑部件安装有位于模型箱上方的竖向预荷载加载部件和竖向扰动加载部件，位于模型箱一侧的竖向支撑部件安装有水平扰动加载部件。2.如权利要求1所述的一种岩土工程扰动模拟试验台，其特征在于，竖向预荷载加载部件和竖向扰动加载部件的一端与水平支撑部件连接，另一端连接至竖向荷载分配板。3.如权利要求1所述的一种岩土工程扰动模拟试验台，其特征在于，位于模型箱一侧的所述竖向支撑部件设有连接架，连接架与水平扰动加载部件的一端连接，水平扰动加载部件的另一端连接有至少一根连杆，连杆穿过竖向支撑部件并连接有水平荷载分配板。4.如权利要求1所述的一种岩土工程扰动模拟试验台，其特征在于，所述竖向扰动加载部件和水平扰动加载部件均采用扰动油缸，扰动油缸通过伺服阀与液压站连接，能够通过伺服阀施加扰动荷载...

【专利技术属性】
技术研发人员：王腾超，王港，陈梦晗，沙明逸，刘昌硕，付志远，冯祥文，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：新型
国别省市：