[发明专利]一种多场可视化的采动相似模型实验装置

权利要求书

1.一种多场可视化的采动相似模型实验装置，其特征在于，包括：

箱体、密封装置、注液装置、箱体角度控制装置、加压装置、收集装置、采动装置和水流控制装置；箱体密封，箱体内部包括从上而下依次排列的加载装置和实验体，实验体由原位一致相似材料制成；

所述箱体为工字形中空结构，采用钢质材料制成；

所述箱体左壁中向下钻有通水渠，箱体右壁向上钻有通水渠，箱体左右两壁内侧水平钻有对称的均布的通水螺丝孔，该侧通水螺丝孔与该侧通水渠相通，且均与所述水流控制装置相关联，该水流控制装置包括左壁通水渠外侧活动连接的水泵和加装在通水螺丝孔上的螺栓；箱体顶部和底部设有均匀对称的通口，顶部通口连通所述加压装置，该加压装置包括顶部通口外侧活动连接的气泵和紧贴顶部通口的矩形气囊，矩形气囊下方紧贴实验体；底部通口上接铺设好的实验体，下接所述收集装置，该收集装置包括液体收集器和与其相连的流量计；

所述箱体密封需用到所述密封装置，包括箱体前侧板、箱体后侧板、螺柱、螺母；将该箱体前侧板、箱体后侧板依次对称铺设，再通过同样位置水平钻有的螺丝孔将该箱体前侧板、箱体后侧板与所述箱体一一对应后加装螺柱和螺母进行密封；用所述箱体角度控制装置固定和调整密封箱体，该箱体角度控制装置包括夹持器，可调节弹簧，底座和加固板；夹持器固定密封的箱体，可调节弹簧上连夹持器，下接底座；所述加固板紧贴实验装置外表面；

所述采动装置，是由均匀排布在模拟采动层位置的同规格的液压枕和有沟槽的箱体后侧板组成；在进行模拟采动时，所述箱体后侧板置换为相同规格的有沟槽的箱体后侧板，沟槽与模拟采动层处于水平方向的同样位置，通过细管依次将液压枕中的液压油抽出，达到采动模拟效果；

所述注液装置是进行煤地下气化相似模拟时需要加装的设备，包括不规则弯管、导管和微倾式分流导液管；该不规则弯管从模拟煤层所在位置的通水螺丝孔拧进，上接箱体左侧通水渠中的导管，侧接模拟煤层中预埋的微倾式分流导液管。

2.根据权利要求1所述的多场可视化的采动相似模型实验装置，其特征在于，在注入液体中添加荧光剂，可实现实验体流场和裂隙场可视化的相似模拟。

3.根据权利要求2所述的多场可视化的采动相似模型实验装置，其特征在于，通过对通水螺丝孔加装封闭螺栓可进行不含水的相似模拟实验；拆掉箱体前侧板或箱体后侧板，在实验体表面喷涂哑光漆进行数字散斑观测，可进行实验体的裂隙场、应力场以及应变场的可视化相似模拟。

4.根据权利要求3所述的多场可视化的采动相似模型实验装置，其特征在于，通过加装所述注液装置以及更换注入液体种类可进行煤地下气化的相似模拟实验；拆掉箱体前侧板和箱体后侧板，在实验体的前侧通过喷涂哑光漆进行数字散斑观测，在实验体的后侧通过红外摄像机进行温度检测，可实现煤地下气化的相似模拟实验的应力场、应变场以及温度场的可视化。

5.根据权利要求4所述的多场可视化的采动相似模型实验装置，其特征在于，不规则弯管、导管和微倾式分流导液管均采用耐高温防腐蚀材料。

6.根据权利要求5所述的多场可视化的采动相似模型实验装置，其特征在于，箱体前侧板和箱体后侧板均采用树脂玻璃制成。

7.根据权利要求6所述的多场可视化的采动相似模型实验装置，其特征在于，加装在通水螺丝孔处的螺栓均采用平头螺栓。

8.根据权利要求7所述的多场可视化的采动相似模型实验装置，其特征在于，箱体、箱体前侧板和箱体后侧板的接合处均涂抹防水胶或防水腻子。

9.根据权利要求8所述的多场可视化的采动相似模型实验装置，其特征在于，实验体采用的相似材料均采用原位一致材料，并进行相关颗粒配比。