[发明专利]一种智能加载多维相似模型试验装置

说明书

本发明公开了一种智能加载多维相似模型试验装置，立式模型架包括底座，以及分别竖直固定在底座四角的四根立柱；四根立柱之间可拆卸连接有前后挡板组和左右挡板组，前后挡板组的下部贯穿穿插有多组方管组；顶部油压加载机构能够向加载模拟区内部施加由上向下的压力；底部油压加载机构能够向加载模拟区内部施加由下向上的压力；液压系统用于实现对顶部油压加载机构和底部油压加载机构的加载控制；水袋加载机构包括布置在加载模拟区内部的一个或多个水袋，以及位于加载模拟区外部，且与水袋连接的控压组件。本发明结构简单、设计合理、且使用操作简便，能有效解决现有模型中存在的三维空间难以重构、自动化程度低、关键信息获取难度高等问题。

技术领域

本发明涉及相似物理模拟试验技术领域，更具体的说是涉及一种智能加载多维相似模型试验装置。

背景技术

我国煤炭资源相对丰富，但是赋存条件也相对复杂，开采难度较大。目前，深部煤炭开采基础研究相对薄弱，使得煤炭行业在满足能源发展需求的同时，自身也付出了较大的代价。其中，采动围岩变形破坏的精准探测是进行科学采矿、岩层控制、保水采煤及地表生态修护等控灾技术的基础。针对采场围岩变形破坏机制及其演化规律关键科学问题，国内外众多学者进行了大量的深入研究。其中，物理模型试验是解决上述问题的有效手段。

目前，现有的相似物理模型试验框架多为二维形态，仅能进行平面应力模型试验，难以获取岩层变形过程中三维空间特征信息，而且无法对底板突水演化过程进行有效的模拟。同时由于模型框架尺寸受限，常无法模拟整个地层，需要在顶部通过施压达到应力条件，目前大多使用配重块的形式进行人工堆叠，费时费力且存在操作风险。

因此，如何提供一种结构简单、设计合理且使用操作简便，能有效解决现有模型的三维空间难以重构问题的多维相似模型试验装置，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种智能加载多维相似模型试验装置，旨在解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种智能加载多维相似模型试验装置，包括：

立式模型架；所述立式模型架包括底座，以及分别竖直固定在所述底座四角的四根立柱；四根所述立柱之间可拆卸连接有两组平行布置的前后挡板组和左右挡板组，所述前后挡板组和所述左右挡板组合围形成上下开口、四周封闭的加载模拟区；所述前后挡板组的下部贯穿穿插有多组方管组，所述左右挡板组上开设有预留孔；

顶部油压加载机构；所述顶部油压加载机构安装在所述加载模拟区的顶部开口处，并能够向所述加载模拟区内部施加由上向下的压力；

底部油压加载机构；所述底部油压加载机构安装在所述加载模拟区的底部开口处，并能够向所述加载模拟区内部施加由下向上的压力；

液压系统；所述液压系统位于所述加载模拟区外部，并与所述顶部油压加载机构和所述底部油压加载机构通过油路连接，且用于实现对所述顶部油压加载机构和所述底部油压加载机构的加载控制；

水袋加载机构；所述水袋加载机构包括布置在所述加载模拟区内部的一个或多个水袋，以及位于所述加载模拟区外部，且与所述水袋连接的控压组件。

通过上述技术方案，本发明结构简单、设计合理、且使用操作简便，能有效解决现有模型中存在的三维空间难以重构、自动化程度低、关键信息获取难度高等问题。

优选的，在上述一种智能加载多维相似模型试验装置中，四根所述立柱的顶端平行固定有两根前后横梁；所述前后横梁的端头与所述立柱的顶端之间固定有加强板。能够提高立式模型架的结构强度。