[发明专利]二维动静组合加载相似模拟试验方法

摘要

本发明公开了一种二维动静组合加载相似模拟试验方法，选取煤粉、相似材料、煤粉及相似材料的其中一种作为试验材料，利用二维组合应力诱导突出模拟试验装置，先进行静载加载，再进行动荷载加载及数据采集。能实现煤岩体多种应力波的加载，相比传统的落锤与霍普金森杆两种动荷载施加方式，施加冲击载荷试验方法更加灵活，应力条件更加多样，更加真实地模拟二维动静组合加载诱导煤与瓦斯突出试验。

主权项

1.一种二维动静组合加载相似模拟试验方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)试验材料的选取，分以下三种情况并任选其一：(a)煤粉：试件箱内全部装载煤粉，进行煤层在多种应力条件下的应力特性研究；将试验所需煤样打碎并筛分；将筛分好的煤粉装入试件箱中，同时埋设应力传感器；在成型机中按一定压力将试件箱中的煤粉按压成型；盖合试件箱备用；(b)相似材料：试件箱内全部装载单层或多层相似材料，进行一种岩体或多层岩体在多种应力条件下的应力特性研究；按照几何相似比、应力相似比、质量相似比计算出各层相似材料所需质量；将河沙、水泥及石膏按一定比例混合均匀，加入适量水进一步搅拌均匀后逐层倒入试件箱中，同时埋设应力传感器，直到所有岩层相似材料都装入试件箱中；在成型机中按一定压力将试件箱中的相似材料按压成型；盖合试件箱备用；(c)相似材料及煤粉：试件箱内同时加入相似材料及煤粉，进行带有顶底板的煤层在多种应力条件下的应力特性研究；按照几何相似比、应力相似比、质量相似比计算出底板及顶板的相似材料所需质量；将河沙、水泥及石膏按底板相似材料所需比例混合均匀，加入适量水进一步搅拌均匀后倒入试件箱中；将试验所需煤样打碎并筛分；待底板相似材料完全自然风干后，将筛分好的煤粉装入试件箱中同时埋设应力传感器并夯实；将河沙、水泥及石膏按顶板相似材料所需比例混合均匀，加入适量水进一步搅拌均匀后倒入试件箱中；盖合试件箱备用；(2)将伺服液压油缸收回，将反力框架翻转90°，使之呈水平布置，以方便后续将试件箱放入反力框架的预定位置；(3)反力框架水平布置后，拆除反力框架的上横梁；(4)将试件箱翻转90°，与安装在反力框架上的液压油缸位置对应；(5)通过单轨电动葫芦吊装试件箱，将其安放在反力框架内的预定位置；(6)安装步骤(3)中拆除的上横梁，将反力框架反方向翻转90°，使反力框架与试件箱一同恢复原位；(7)将压头与试件箱接触，检查传感器连线是否正常，准备进行试验；(8)进行二维动静组合加载相似模拟试验并采集数据。