一种用于三维相似材料实验中面沉降测量的装具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于三维相似材料实验中面沉降测量的装具，包括埋设支托架、测量支托框和测量模板，所述埋设支托架内部四周设有立柱；所述测量支托框内部四周开有与立柱插接用的圆孔；放置在测量支托框上的测量模板开有多个测量孔，所述测量模板四周设有与立柱卡接用的卡槽。在铺设模型前直接将埋设支托架预先放置在实验台内，铺设实验材料过程中一并埋放，简化了安装方式；本装具可根据实验设计情况制作成不同尺寸，安装位置根据需要灵活布设，便于测量。便于测量。便于测量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于三维相似材料实验中面沉降测量的装具


[0001]本技术涉及采矿工程及岩土工程
，具体涉及一种用于三维相似材料实验中面沉降测量的装具。

技术介绍

[0002]煤炭开采必然伴随着发生围岩及地表移动、变形。其所带来的开采沉陷问题也在阻碍国民经济发展，打乱了人们原有的生活情况，甚至导致伤亡事件。除了理论研究现场实测研究以外，相似材料三维模拟实验研究，可以比较直观的观察地表开采沉陷范围及程度，是不可或缺的研究手段。
[0003]煤矿开采相似材料三维实验研究是运用相似原理模拟开采情况，在三维实验台中根据煤层埋藏条件选择制作相似材料，铺设材料模型；待材料凝固后进行开采(掏挖)；开挖后随着内部空间的逐步变大，模型将发生变形，要进行连续观测。在观测过程中主要是顶部表面位移的测量，原有测量方式有：预埋位移计测量、直接测量。
[0004]以上两种方式主要缺陷是：预埋位移计测量需要在模型中预埋固定点，固定点在开采后经常出现脱落失效现象，而无法得到数据；直接测量需要在测量时有准确不偏移的初始位置参照，而在实验台中没有可以直接利用的初始参照位置，或者间接参照位置较远利用起来麻烦，使得测量数据不准确误差大。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是，提供一种用于三维相似材料实验中面沉降测量的装具，其在铺设模型时可以埋入模型中，作为直接测量的初始测量参照位置，解决了模型顶部表面沉降变形测量中数据不准确误差大的问题。
[0006]为实现上述目的，本申请提出一种用于三维相似材料实验中面沉降测量的装具，包括埋设支托架、测量支托框和测量模板，所述埋设支托架内部四周设有立柱；所述测量支托框内部四周开有与立柱插接用的圆孔；放置在测量支托框上的测量模板开有多个测量孔，所述测量模板四周设有与立柱卡接用的卡槽。
[0007]进一步的，所述埋设支托架为长方体框架，该长方体框架埋设深度小于立柱的高度。
[0008]进一步的，所述测量支托框是由不等边角钢焊制的长方形框，该长方形框侧壁内焊接有固定螺母，圆孔位于长方形框底部。
[0009]进一步的，所述埋设支托架与测量支托框装配时，固定螺栓穿过固定螺母抵在立柱上。
[0010]进一步的，使用游标卡尺的深度尺从测量孔中插入测量沉降值。
[0011]更进一步的，在铺设模型前将埋设支托架放置在三维模拟实验台内，然后铺设实验材料使立柱顶部露出模型上表面。
[0012]更进一步的，所述测量支托框水平安装在埋设支托架的立柱上。
[0013]更进一步的，所述测量模板由钢板制作而成，其开设的测量孔数量及位置根据实验需要进行设定。
[0014]本技术采用的以上技术方案，与现有技术相比，具有的优点是：
[0015](1)测量装具结构简单，使用方便；在铺设模型前直接将埋设支托架预先放置在实验台内，铺设实验材料过程中一并埋放，简化了安装方式；
[0016](2)位置固定没有移位变形；埋设后模型材料固定支托架，在开挖过程中不会发生移位变形。
[0017](3)灵活布设测量方便；本装具可根据实验设计情况制作成不同尺寸，安装位置根据需要灵活布设，便于测量。
附图说明
[0018]图1为埋设支托架侧视图；
[0019]图2为埋设支托架俯视图；
[0020]图3为测量支托框俯视图；
[0021]图4为测量模板俯视图；
[0022]图中序号说明：1、埋设支托架；2、测量支托框；3、测量模板；4、立柱；5、底板；6、不等边角钢；7、圆孔；8、固定螺母；9、测量孔。
具体实施方式
[0023]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请，即所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0024]实施例1
[0025]如图1
‑
4所示，本实施例提供一种用于三维相似材料实验中面沉降测量的装具，包括埋设支托架1、测量支托框2、测量模板3；所述埋设支托架1为长方体框架，在长方体框架的底板四周固定有钢管制作的立柱，在铺设模型时依据设计位置直接埋入模型中；所述测量支托框2是由不等边角钢焊制的长方形框，其底部四周开有圆孔，该圆孔用于与立柱插接；所述测量模板3由钢板或其它不变形材料板打多个测量孔制作而成，其位于测量支托框上且与立柱卡接。
[0026]上述装具使用方法为：
[0027]S1：分别制作埋设支托架1、测量支托框2、测量模板3；
[0028]S2：将埋设支托架1按照需要放置在三维模拟实验台适合位置，然后铺设实验材料，使立柱4露出模型顶表面约100mm左右；
[0029]S3：实验材料全部铺设完固结成型后，将测量支托框2的圆孔7对准立柱4插入，使测量支托框2尽量贴紧模型表层；支托框安装时要用水平尺测量四条边，保证支托框水平安装后，拧紧固定螺栓；
[0030]S4：实验开挖前将测量模板3平整放置在测量支托框2上，使用游标卡尺的深度尺测量每个测量孔9距离模型表层的初始距离并做好记录；为便于整体观察，测量完初始数据
后取出测量模板3；
[0031]S5：实验开挖后观察表层沉降变化，发生沉降后开始测量，测量之前将测量模板3重新平整放置在测量支托框2上，使用游标卡尺再进行沉降过程测量，进而得到沉降值。
[0032]在运用相似材料实验方式模拟煤矿开采中地面土层的大面积沉降时，相似实验材料表面会发生沉降变形，这种装具可以在不影响实验过程的情况下，简单准确的测量实验模型顶部表面沉降值。
[0033]前述对本技术的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本技术限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本技术的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本技术的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本技术的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于三维相似材料实验中面沉降测量的装具，其特征在于，包括埋设支托架、测量支托框和测量模板，所述埋设支托架内部四周设有立柱；所述测量支托框内部四周开有与立柱插接用的圆孔；放置在测量支托框上的测量模板开有多个测量孔，所述测量模板四周设有与立柱卡接用的卡槽。2.根据权利要求1所述一种用于三维相似材料实验中面沉降测量的装具，其特征在于，所述埋设支托架为长方体框架，该长方体框架埋设深度小于立柱的高度。3.根据权利要求1所述一种用于三维相似材料实验中面沉降测量的装具，其特征在于，所述测量支托框是由不等边角钢焊制的长方形框，该长方形框侧壁内焊接有固定螺母，圆孔位于长方形框底部。4.根据权利要求3所述一种用于三维相似材料实验中面沉降测量的装具，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉国，张义安，郭平，连全东，李伟，
申请(专利权)人：鄂尔多斯市国源矿业开发有限责任公司，
类型：新型
国别省市：