[实用新型]巷道相似模拟平面应变试验台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种平面应变试验台，特别是一种巷道相似模拟平面应变试验台，用于进行巷道围岩变形破坏的模拟试验。

背景技术

研究高地应力巷道围岩的变形破坏特征及过程对煤矿现场实际巷道围岩控制有着重要的意义。通过相似材料平面应变相似模拟试验研究，在一定程度上模拟现场围岩性质、开挖次序、原始地应力状态及边界条件，通过有效的位移和应力、应变测试手段，对比分析不同支护形式下巷道围岩破坏的全过程，对控制巷道围岩变形破坏可提供一定的参考。

目前，国内采用进行相似材料模拟的设备主要有平面应力试验台和三维地质力学试验台。对于平面应力试验台，其不如平面应变试验台更接近煤矿现场实际。现有三维地质力学试验台一般用于采场模拟时设计尺寸相对较大，如果用于巷道破坏特征模拟建模，费工、费时、费料。另外，由于相似材料建模后一般需要风干，采用大尺寸试验台风干时间过长，有的甚至可达数月，致使模拟一次巷道变形破坏试验耗时巨大。同时，现有平面应力试验台和三维地质力学试验台大多是采用千斤顶或杠杆加压，模型结构复杂，试验架体灵活性较差，加载困难并能力有限，装载方式单一，一般不便于装载倾斜煤层或设置内部构造。以上为现有技术的不足。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种巷道相似模拟平面应变试验台，该试验台结构简单，成本低廉，加工简单，操作简便，加载方便，加载能力大，装载方式灵活，透视性好，易于观测，相似材料风干时间短，试验速度快，用以克服现有技术的不足。

本实用新型的目的可以通过下述技术方案来实现：

本巷道相似模拟平面应变试验台，包括试验台主体架和压力盒，其特征是：还包括2套气体增压系统，所述试验台主体架包括有底座、底梁、左侧梁、右侧梁，前挡板、后挡板、顶梁、多条前加强筋、多条后加强筋、有机玻璃板和3个气囊，底座固定在底梁的底部，在底梁上的左、右两侧位置，分别固定有左侧梁和右侧梁，左侧梁及右侧梁的前侧面、后侧面分别用螺栓连接前挡板和后挡板，前挡板和后挡板的下端分别与底梁相接触，前挡板的中间开有窗口，多条前加强筋横向间隔设置在前挡板上，且最上方和最下方2条前加强筋分别对应于前挡板中间窗口的上沿和下沿，多条后加强筋横向间隔设置在后挡板上，有机玻璃板上有凸起部，有机玻璃板通过其凸起部嵌入到前挡板中间的窗口中，有机玻璃板的四边与前挡板通过螺栓固定连接，其中，有机玻璃板的上、下两边还分别与最上方和最下方2条前加强筋一起通过螺栓固定连接，在有机玻璃板上设置有开挖孔，在后挡板上对应于开挖孔处设置有多个送线孔，顶梁由螺栓固定在左侧梁和右侧梁的顶部，底梁、左侧梁、右侧梁、前挡板 和有机玻璃板、后挡板以及顶梁合围构成试验台主体架内腔，试验台主体架内腔的两侧以及上方位置设有3个气囊，相似材料模型装于试验台主体架内腔里，并位于3个气囊和底梁之间的空间内，压力盒埋于相似材料模型内部，压力盒的电接线由多个送线孔引出，在左侧梁、右侧梁和顶梁上均设有一个通气接管安装孔，位于试验台主体架内腔两侧的气囊通过通气接管连接其中一套气体增压系统的出气口，位于试验台主体架内腔上方的气囊通过通气接管连接另一套气体增压系统的出气口。

本实用新型所述试验台主体架还包括有两个固定块、左挡板和右挡板，两个固定块对应设置在左侧梁和右侧梁的内侧上端位置，分别位于试验台主体架内腔两侧位置的2个气囊上方，并且分别位于试验台主体架内腔上方位置的气囊左、右两侧，两个固定块的下端面上靠外侧均设有插槽I，在底梁上设有与两固定块下端面上的插槽I相对应的左、右两个插槽II，当构筑相似材料模型时，左挡板插装在左侧梁内侧的固定块下端面插槽I和底梁上左侧的插槽II内，右挡板插装在右侧梁内侧的固定块下端面插槽I和底梁上右侧的插槽II内。

本实用新型多个送线孔的圆心均布于同一虚拟圆的圆周上，虚拟圆的圆心与后挡板上开挖孔的圆心相对应。

本实用新型所述送线孔共有20个。

本实用新型所述虚拟圆的直径为220mm，每个送线孔的直径为10mm。

本实用新型的每套气体增压系统由氮气增压自动控制系统、驱动泵和无油空气压缩机组成，氮气增压自动控制系统的进气口通过通气接管连接驱动泵的出气口，驱动泵的进气口通过通气接管连接无油空气压缩机的出气口；位于试验台主体架内腔两侧的气囊通过通气接管连接其中一套气体增压系统氮气增压自动控制系统的出气口，位于试验台主体架内腔上方的气囊通过通气接管连接另一套气体增压系统氮气增压自动控制系统的出气口。

本实用新型的前加强筋共有4个；后加强筋共有4个。