[实用新型]巷道围岩二维应力模拟平面实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种相似模拟实验装置，具体涉及巷道围岩二维应力模拟平面实验装置。

背景技术

相似模拟实验广泛应用于岩土、地质、矿山等领域，并成为研究现场问题的有效方法之一。基于相似模拟理论和不同的科研目的，通过对巷道、硐室等研究内容的相似模拟，得出相关技术指标和参数，可以对以上领域的设计和生产实践提供科学的依据。

传统相似模拟平面实验装置一般要求模拟采场上覆岩层运移情况，需要的内部尺寸大，一般长度都超过3m，在进行巷道围岩相关模拟实验时，由于巷道尺寸小，实验装置长度达2m就能符合要求，所以传统实验装置体积大、消耗钢材多、并导致装置整体较重移动困难；实验时需要铺装足量的相似材料填充实验装置内部，造成材料的浪费，并且需要大量的人力和时间。传统实验装置单纯依靠顶部配重或千斤顶对材料进行加载，水平方向不存在加载装置，无法模拟确定侧压系数条件下及不同侧压系数时巷道围岩变化情况，使实验装置极大的限制了对真实条件下巷道围岩的模拟。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服上述传统相似模拟实验装置体积大、消耗材料多、不能侧向加载的缺点，提供一种设计合理、结构简单、操作简便、能同时进行垂直和水平方向加载的巷道二维应力模拟平面实验装置。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：它包括固定在底座两侧的左立柱和右立柱，左立柱、右立柱顶端固定有横梁，横梁下方设有上千斤顶和上传力板，右立柱内侧设有中空管支撑架，中空管支撑架上设置有侧向千斤顶和侧向传力板，侧向传力板上固定有定向杆，它还包括试模铺填时用于侧护的槽钢。

本实用新型上千斤顶位于铺填区上方。

本实用新型上千斤顶与侧向千斤顶均为3个。

本实用新型利用物理学的作用力和反作用力原理，实现了水平方向加载的需求。与传统平面相似模拟实验装置相比，本实验装置具有设计合理、结构简单、操作简便、能同时进行垂直和水平方向加载等优点，可作为相似模拟平面实验装置，进行巷道不同侧压系数条件下的相似模拟加载实验，进行巷道断面参数的确定、巷道支护方式的选择、巷道变形破坏的预测等模拟实验。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是图1的A-A剖面图。

图3是图1中侧向传力板、定向杆与中空管支撑架的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

如图1、2所示，一种巷道围岩二维应力模拟平面实验装置，包括设在底座1两侧的左立柱2和右立柱3，左立柱2、右立柱3顶端固定有横梁4，横梁4下方设有上千斤顶5和上传力板6，右立柱3内侧设有中空管支撑架7，中空管支撑架7上设置有侧向千斤顶8和侧向传力板9，侧向传力板9上固定有定向杆10，还包括试模铺填时用于侧护的槽钢11。底座1、左立柱2、右立柱3、横梁4焊接联接成矩形框架结构，使框架内部尺寸为：长×宽×高=2×0.3×2（单位：m）。左立柱2、右立柱3上前后方向加工有孔，用于安装槽钢11，槽钢11长度为2.2m。槽钢11的一端用螺纹紧固联接件安装在左立柱2上、另一端用螺纹紧固联接件安装在右立柱3上。中空管支撑架7放置在底座1右侧，通过螺纹紧固联接件安装在右立柱3上。侧向千斤顶8放置在中空管支撑架7水平支架的U型槽内。中空管支撑架7与侧向传力板9紧贴后，总体积尺寸为：长×宽×高=0.5×0.3×1.5（单位：m），使预留铺填区体积尺寸为：长×宽×高=1.5×0.3×1.5（单位：m）。

如图3所示，侧向传力板9的四角各焊接联接一根定向杆10，定向杆10伸入中空管支撑架7水平横向方向的四个边框管内。中空管支撑架7通过定向杆10控制侧向传力板9的移动范围。

本实用新型上千斤顶5和侧向千斤顶8数量均为3个，上千斤顶5位于铺填区上方。上千斤顶5推动上传力板6向下运动，侧向千斤顶8推动侧向传力板9向左运动，对试模的上表面和右侧面进行加载，实现对试模的加载实验。