一种多方位落锤式动载冲击试验方法技术

一种多方位落锤式动载冲击试验方法，包括以下步骤：（一）、设计组装一种多方位落锤式动载冲击试验机，其包括试件测试装置、竖向重锤冲击装置、侧向重锤冲击装置和计算机控制系统；（二）、采集巷道围岩不同范围内的煤块、岩块；（三）、制作煤岩试件；（四）、调整竖向重锤冲击装置和侧向重锤冲击装置的试验初始状态；（五）、将煤岩试件放入试件测试装置中；（六）、分别操控竖向重锤冲击装置和侧向重锤冲击装置进行动载冲击试验。本发明专利技术能够对不同煤岩组合的煤岩试件进行冲击能扰动试验，模拟不同煤岩组合结构在深部环境中受扰动后的变形破坏特征及吸能耗能程度，可以缩短试验周期、缩小试验对象范围、提高试验研究精度。提高试验研究精度。提高试验研究精度。

【技术实现步骤摘要】
一种多方位落锤式动载冲击试验方法


[0001]本专利技术涉及地下工程动载冲击试验领域，具体的说，涉及一种多方位落锤式动载冲击试验方法。

技术介绍

[0002]目前我国正逐步向深地发展，无论是煤矿开采还是隧道开挖，都面临着高地压、高地温、高渗透压及强烈扰动等因素影响。而在深部开采过程中，除极大静压载荷作用下，还存在危险系数较大的动压载荷。动载不仅可以降低巷道（隧道）围岩稳定性，还能够对巷道（隧道）造成冲击破坏，引发重大伤亡事故，因此对于深部开采环境，动压载荷是影响地下空间工程的主要原因之一。目前针对深部开采环境，对动压载荷发生机理、扰动因素、防治方法等方面已经进行了大量的研究和试验，并取得了一定的成果，但由于动载发生机理复杂，扰动形式多样，因此还需要进行深层次的理论分析和试验研究，才能设计出更有效的防治方法，进一步保证地下工程建筑的稳定性和完整性。
[0003]在对动载扰动冲击的研究过程中，实验室实验是主要的研究方法之一。目前在已有的动载冲击试验中，大部分都是以巷道为最小单元，模拟巷道单元在实际地层中受到动载扰动后的位移、应力及能量变化趋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多方位落锤式动载冲击试验方法，其特征在于：包括以下步骤：（一）、设计组装一种多方位落锤式动载冲击试验机，该多方位落锤式动载冲击试验机包括试件测试装置、竖向重锤冲击装置、侧向重锤冲击装置和计算机控制系统；（二）、采集巷道围岩不同范围内的煤块、岩块；（三）、制作煤岩试件；（四）、根据试验条件确定试验参数，并对应调整竖向重锤冲击装置和侧向重锤冲击装置的试验初始状态；（五）、将试件测试装置按照试验要求进行固定，将煤岩试件放入试件测试装置中；（六）、分别操控竖向重锤冲击装置和侧向重锤冲击装置进行动载冲击试验，通过计算机控制系统记录动载冲击试验的参数并计算得出不同煤岩试件的能量耗散情况和程度。2.根据权利要求1所述的多方位落锤式动载冲击试验方法，其特征在于：该多方位落锤式动载冲击试验机还包括底座和试验架，试验架固定安装在底座上，试验架在底座上的投影面积小于底座的面积，试件测试装置左右滑动设置在底座的上表面中部，竖向重锤冲击装置和侧向重锤冲击装置均安装在试验架上，计算机控制系统分别与试件测试装置、竖向重锤冲击装置和侧向重锤冲击装置信号连接。3.根据权利要求2所述的多方位落锤式动载冲击试验方法，其特征在于：试验架包括四根竖直支柱，底座为刚性钢板，竖直支柱为刚性工字钢，四根竖直支柱的下端焊接固定在底座的上表面四周，位于前侧的两根竖直立柱的上侧部之间以及位于后侧的两根竖直立柱的上侧部之间均固定连接有一根沿左右方向水平设置的第一支撑梁，位于左侧的两根竖直立柱的上侧部之间以及位于右侧的两根竖直立柱的上侧部之间均固定连接有一根沿前后方向水平设置的第二支撑梁，第一支撑梁和第二支撑梁均为钢梁，两根第一支撑梁的相对侧面中部均沿左右方向开设有第一长槽滑道。4.根据权利要求3所述的多方位落锤式动载冲击试验方法，其特征在于：试件测试装置包括试件放置器、移动平台和冲击能量传导杆，试件放置器为由钢性材质制成且上侧敞口的圆筒结构，煤岩试件为圆柱形标准试件，煤岩试件的外径与试件放置器的内径相同，煤岩试件的高度小于试件放置器的高度，试件放置器内底部设置有传感监测单元，传感监测单元内置有应力传感器、能量传感器和位移传感器，煤岩试件同中心放置在试件放置器内，煤岩试件的底部与传感监测单元紧压接触，底座的上表面中部设置有两条前后间隔的第二长槽滑道，第二长槽滑道沿左右方向设置，移动平台的底部四周设置有滚动在两条第二长槽滑道中且带刹车机构的滚轮，试件放置器放置在移动平台的上部，移动平台的前侧面和后侧面的右侧部均设有螺纹盲孔，试件放置器放置在移动平台的上部，冲击能量传导杆竖向设置，冲击能量传导杆的下端固定连接有传导块，传导块为圆盘结构或上细下粗的圆台结构，传导块同中心插入到试件放置器内，冲击能量传导杆的上端伸出试件放置器，传导块的最大外径与试件放置器的内径相同，传导块的底部与煤岩试件的顶部贴合接触，其中一根竖直立柱的下侧部固定设置有与试件放置器顶部同高的重锤测速仪，计算机控制系统分别与应力传感器、能量传感器、位移传感器和重锤测速仪信号连接。5.根据权利要求4所述的多方位落锤式动载冲击试验方法，其特征在于：竖向重锤冲击装置包括第一水平滑板、限高固定杆、第一重锤、起吊钢丝和起吊电机，第一水平滑板水平滑动连接在两根第一支撑梁之间，第一水平滑板的左右两侧分别对应滑动设置在两个第一
长槽滑道中，第一水平滑板的四角均固定设置有滑动嵌设在相应第一长槽滑道中且带轴承限位器的第一轴承，限高固定杆为竖向设置且类似于伞杆结构的中空伸缩杆，限高固定杆的上端固定连接在第一水平滑板的下表面中部，第一水平滑板的中部沿左右方向开设有L型钢丝通道孔，L型钢丝通道孔的水平孔沿左右方向水平设置，L型钢丝通道孔的水平孔左端与其竖直孔的上端连通，L型钢丝通道孔的水平孔右端位于第一水平滑板的右侧面中部，L型钢丝通道孔的竖直孔与限高固定杆上下正对应，L型钢丝通道孔的竖直孔下端位于第一水平滑板的下表面中部并与限高固定杆的上端口正对应，第一重锤设置在限高固定杆的正下方，第一重锤的上表面设置有吊环，起吊电机通过电机支架固定安装在右侧的两根竖直立柱的中间右上侧且低于第一水平滑板，右侧的两根竖直立柱的之间还通过轮架转动安装有位于起吊电机上方的定滑轮，起吊钢丝的一端缠绕固定连接在起吊电机的卷线盘上，起吊钢丝的另一端从起吊电机的卷线盘上放出向上绕过定滑轮的上部水平向左折弯，起吊钢丝的另一端再依次穿过L型钢丝通道孔和限高固定杆的中心孔后与吊环固定连接，计算机控制系统与起吊电机信号连接。6.根据权利要求5所述的多方位落锤式动载冲击试验方法，其特征在于：侧向重锤冲击装置包括第二水平滑板、铰支杆、侧向摆动冲击连杆和第二重锤，第二水平滑板水平滑动连接在两根第一支撑梁之间且位于第一水平滑板的左侧，第二水平滑板的左右两侧分别对应滑动设置在两个第一长槽滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏辉，李晓星，杨佳鑫，宋世康，李育珍，
申请(专利权)人：山西工程技术学院，
类型：发明
国别省市：