CN104142387A - 深部复杂应力状态卧式模拟试验台 - Google Patents

深部复杂应力状态卧式模拟试验台 Download PDF

Info

Publication number
CN104142387A
CN104142387A CN201410334633.6A CN201410334633A CN104142387A CN 104142387 A CN104142387 A CN 104142387A CN 201410334633 A CN201410334633 A CN 201410334633A CN 104142387 A CN104142387 A CN 104142387A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tunnel
base plate
packaged type
model
frame type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410334633.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104142387B (zh
Inventor
蒋宇静
文志杰
王刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University of Science and Technology
Original Assignee
Shandong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University of Science and Technology filed Critical Shandong University of Science and Technology
Priority to CN201410334633.6A priority Critical patent/CN104142387B/zh
Publication of CN104142387A publication Critical patent/CN104142387A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104142387B publication Critical patent/CN104142387B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本发明公开了一种深部复杂应力状态卧式模拟试验台，包括用于承载模型的框架式模型台、带有巷道的模型、封盖框架式模型台的上开放口处并可拆卸的高强度钢化玻璃板；框架式模型台包括上开放口，可移动式前、后、左、右侧墙板，及可移动式底板；各侧墙板及可移动式底板可在设定距离内往复移动；模型装载于框架式模型台内，巷道包括圆形巷道、拱形巷道、矩形巷道或梯形巷道，巷道的出口朝向框架式模型台的上开放口处，巷道开采方向向着框架式模型台的底板处延伸；高强度钢化玻璃板作为实时观察巷道内部变化状态的观察窗。本发明能够更好地表征巷道不同开采深度，以及仿真巷道不同构造应力条件等，特别适用于模拟巷道深部复杂应力状态。

Description

深部复杂应力状态卧式模拟试验台
技术领域
本发明涉及一种用于模拟煤矿等矿井的巷道深部应力状态的模拟试验台，尤其是一种用于模拟巷道深部复杂应力状态的卧式模拟试验台。
背景技术
现有技术中有一种可以用于模拟煤矿等矿井巷道深部应力状态的采场矿压三维物理模拟试验台，其包括用于承载模型的框架式模型台、用于使框架式模型台在设定最大倾斜角度范围内整体倾斜的摆动结构、用于在框架式模型台的开放口方向上对模型施压的加载装置；框架式模型台包括上开放口，位于前、后、左与右方的侧墙板，及底座板；在底座板上设置开采口，开采口处设有可拆卸的封堵板条；所设定的最大倾斜角度为30°～45°；加载装置施加设定最大压力为800～1000千克。上述框架式模型台，在左侧设置多根左立柱，在右侧设置同样数量的右立柱，左立柱与右立柱之间位置一一对应，左立柱及右立柱与框架式模型台固定在一起，在任一对左立柱与右立柱之间设置一横梁，上述加载装置中的油缸设置在横梁上；对上述一个左立柱而言，该左立柱包括主柱体和柱座，在柱座与主柱体之间设置左侧液压千斤顶，对上述一个右立柱而言，该右立柱包括主柱体和柱座，主柱体与柱座之间设置右侧铰接结构；上述摆动结构包括上述左侧液压千斤顶及右侧铰接结构。
上述采场矿压三维物理模拟试验台，虽然也能够很好地模拟巷道深部以及大倾角煤层开采实验；但也存在着以下不足：
由于加载设在框架式模型台的开放口处，施力方向由上至下，而开采口则设在底座板上，开采方向由下至上，施力方向与开采方向大体一致；因此，其不能用于模拟巷道深部应力较为复杂的状态。诸如：不能很好地表征不同开采深度，以及不能很好地仿真不同构造应力条件等等。
发明内容
本发明的任务在于解决现有技术中采场矿压三维物理模拟试验台存在的技术缺陷，提供一种用于模拟巷道深部复杂应力状态的卧式模拟试验台。
其技术解决方案是：
一种深部复杂应力状态卧式模拟试验台，包括：
用于承载模型的框架式模型台，包括上开放口、可移动式前侧墙板、可移动式后侧墙板、可移动式左侧墙板、可移动式右侧墙板、及可移动式底板；各相邻两块侧墙板之间通过在对接部位彼此设置的插头与插槽配合来实现滑动连接，可移动式底板设置在底板支撑基座上，可移动式底板可向前、后、左、或右侧移动；
带有巷道的模型，模型装载于框架式模型台内，巷道包括圆形巷道、拱形巷道、矩形巷道或梯形巷道，巷道的出口朝向框架式模型台的上开放口处，巷道开采方向向着框架式模型台的底板处延伸；
封盖框架式模型台的上开放口处并可拆卸的高强度钢化玻璃板，作为实时观察巷道内部变化状态的观察窗。
上述各侧墙板均配置有侧板推动油缸，底板配置有底板推动油缸，各侧板推动油缸及底板推动油缸接入液压控制系统。
上述深部复杂应力状态卧式模拟试验台，通过液压控制系统控制相邻侧墙板共同对模型作出施压动作，可分别施加不同大小的力来表征巷道不同开采深度的应力状态；并通过观察窗实时观察和/或拍摄由此引起的巷道内部的变化状态。
上述深部复杂应力状态卧式模拟试验台，通过液压控制系统控制四方侧墙板共同对模型作出施压动作，可分别施加不同大小的力来表征巷道不同开采深度及构造的应力状态；并通过观察窗实时观察和/或拍摄由此引起的巷道内部的变化状态。
上述深部复杂应力状态卧式模拟试验台，通过液压控制系统控制四方侧墙板共同对模型作出施压动作，来模拟不同开采深度和构造应力条件下巷道变化特征，若巷道变形程度较小，围岩体内部裂纹或裂隙难以直观显现，则可以依据所需研究的巷道变形角度，并通过底板施加相应方位剪切力，扩展裂纹或裂隙直至足以直观表征量级；最后通过观察窗实时观察和/或拍摄由此引起巷道内部的变化状态。
本发明具有以下有益技术效果：
本发明能够更好地表征巷道不同开采深度，以及仿真巷道不同构造应力条件等，特别适用于模拟巷道深部复杂应力状态；还能够克服以往因巷道变形程度较小，不易监测的缺点。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作更进一步的说明：
图1为本发明一种实施方式的俯视结构原理示意图。
图2为图1方式的侧视结构原理示意图。
具体实施方式
结合图1与图2，一种深部复杂应力状态卧式模拟试验台，包括用于承载模型的框架式模型台、带有巷道的模型、封盖框架式模型台的上开放口处并可拆卸的高强度钢化玻璃板。
上述框架式模型台，包括上开放口1、可移动式前侧墙板2、可移动式后侧墙板3、可移动式左侧墙板4、可移动式右侧墙板5、及可移动式底板6。各相邻两块侧墙板之间通过在对接部位彼此设置的插头与插槽配合来实现的滑动连接，用以实现各侧墙板在设定距离内往复移动。可移动式底板设置在底板支撑基座(未示出)上，可移动式底板可向前、后、左、或右侧(方位)移动，用以实现其在设定距离内往复移动；用于在围岩体内部裂纹或裂隙难以直观显现时，可以依据所需研究的巷道变形角度，通过上述底板施加相应方位剪切力，扩展裂纹或裂隙实现足以直观表征量级。
上述模型7装载于框架式模型台内，巷道包括圆形巷道、拱形巷道、矩形巷道或梯形巷道，巷道的出口朝向框架式模型台的上开放口处，巷道开采方向向着框架式模型台的底板处延伸。上述模型本身的制备采取或借鉴已有技术即可实现。
上述高强度钢化玻璃板(未示出)，作为实时观察巷道内部变化状态的观察窗。
上述各侧墙板均配置有侧板推动油缸8，底板配置有底板推动油缸9，各侧板推动油缸及底板推动油缸接入液压控制系统。
本发明通过配置相应的控制部件(装置)或信息采集部件(装置)，能够开展如下工作：
①上述深部复杂应力状态卧式模拟试验台，通过液压控制系统控制相邻侧墙板共同对模型作出施压动作，可分别施加不同大小的力来表征巷道不同开采深度的应力状态；并通过观察窗实时观察和/或拍摄由此引起的巷道内部的变化状态。
②上述深部复杂应力状态卧式模拟试验台，通过液压控制系统控制四方侧墙板共同对模型作出施压动作，可分别施加不同大小的力来表征巷道不同开采深度及构造的应力状态；并通过观察窗实时观察和/或拍摄由此引起的巷道内部的变化状态。
③上述深部复杂应力状态卧式模拟试验台，通过液压控制系统控制四方侧墙板共同对模型作出施压动作，来模拟不同开采深度和构造应力条件下巷道变化特征，若巷道变形程度较小，围岩体内部裂纹或裂隙难以直观显现，则可以依据所需研究的巷道变形角度，并通过底板施加相应方位剪切力，扩展裂纹或裂隙至足以直观表征量级；最后通过观察窗实时观察和/或拍摄由此引起巷道内部的变化状态。
上述方式中未述及的有关技术内容采取或借鉴已有技术即可实现。
需要说明的是，在本说明书的教导下本领域技术人员还可以作出这样或那样的容易变化方式，诸如等同方式，或明显变形方式。上述的变化方式均应在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种深部复杂应力状态卧式模拟试验台，其特征在于包括：
用于承载模型的框架式模型台，包括上开放口、可移动式前侧墙板、可移动式后侧墙板、可移动式左侧墙板、可移动式右侧墙板、及可移动式底板；各相邻两块侧墙板之间通过在对接部位彼此设置的插头与插槽配合来实现滑动连接，可移动式底板设置在底板支撑基座上，可移动式底板可向前、后、左、或右侧移动；
带有巷道的模型，模型装载于框架式模型台内，巷道包括圆形巷道、拱形巷道、矩形巷道或梯形巷道，巷道的出口朝向框架式模型台的上开放口处，巷道开采方向向着框架式模型台的底板处延伸；
封盖框架式模型台的上开放口处并可拆卸的高强度钢化玻璃板，作为实时观察巷道内部变化状态的观察窗。
2.根据权利要求1所述的深部复杂应力状态卧式模拟试验台，其特征在于：上述各侧墙板均配置有侧板推动油缸，底板配置有底板推动油缸，各侧板推动油缸及底板推动油缸接入液压控制系统。
3.根据权利要求1所述的深部复杂应力状态卧式模拟试验台，其特征在于：通过液压控制系统控制相邻侧墙板共同对模型作出施压动作，可分别施加不同大小的力来表征巷道不同开采深度的应力状态；并通过观察窗实时观察和/或拍摄由此引起的巷道内部的变化状态。
4.根据权利要求1所述的深部复杂应力状态卧式模拟试验台，其特征在于：通过液压控制系统控制四方侧墙板共同对模型作出施压动作，可分别施加不同大小的力来表征巷道不同开采深度及构造的应力状态；并通过观察窗实时观察和/或拍摄由此引起的巷道内部的变化状态。
5.根据权利要求1所述的深部复杂应力状态卧式模拟试验台，其特征在于：通过液压控制系统控制四方侧墙板共同对模型作出施压动作，来模拟不同开采深度和构造应力条件下巷道变化特征，若巷道变形程度较小，围岩体内部裂纹或裂隙难以直观显现，则可以依据所需研究的巷道变形角度，并通过底板施加相应方位剪切力，扩展裂纹或裂隙直至足以直观表征量级；最后通过观察窗实时观察和/或拍摄由此引起巷道内部的变化状态。
CN201410334633.6A 2014-07-15 2014-07-15 深部复杂应力状态卧式模拟试验台 Expired - Fee Related CN104142387B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410334633.6A CN104142387B (zh) 2014-07-15 2014-07-15 深部复杂应力状态卧式模拟试验台

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410334633.6A CN104142387B (zh) 2014-07-15 2014-07-15 深部复杂应力状态卧式模拟试验台

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104142387A true CN104142387A (zh) 2014-11-12
CN104142387B CN104142387B (zh) 2015-11-18

Family

ID=51851620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410334633.6A Expired - Fee Related CN104142387B (zh) 2014-07-15 2014-07-15 深部复杂应力状态卧式模拟试验台

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104142387B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104764617A (zh) * 2015-03-18 2015-07-08 山东科技大学 褶曲构造的形成模拟装置及试验方法
CN105403684A (zh) * 2015-11-05 2016-03-16 中国矿业大学(北京) 用于模拟煤矿覆岩垮落的多尺度相似模拟试验平台
CN105486835A (zh) * 2015-05-22 2016-04-13 山东科技大学 一种膨胀软岩巷道围岩损伤相似模拟试验装置及试验方法
CN105911252A (zh) * 2016-04-29 2016-08-31 中国科学院武汉岩土力学研究所 配套三维物理模型试验机器人系统模拟自动化开采方法
CN106370541A (zh) * 2016-10-02 2017-02-01 黑龙江八农垦大学 农机触土部件摩擦磨损试验台
CN110632275A (zh) * 2019-08-23 2019-12-31 山东建筑大学 一种地下工程扰动相似模型试验台及试验方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1773240A (zh) * 2004-11-12 2006-05-17 香港理工大学 用于岩土力学性能测试的真三维测试系统
CN101344445A (zh) * 2008-08-18 2009-01-14 山东大学 带滑动墙的自平衡式真三维加载模型试验台架
CN102175533A (zh) * 2011-02-16 2011-09-07 山东大学 超大型岩土工程三维模型试验系统
CN102621001A (zh) * 2012-04-06 2012-08-01 河海大学 用于地质力学模型试验的真三维滑动式变尺寸加载箱装置
CN204044145U (zh) * 2014-07-15 2014-12-24 山东科技大学 深部复杂应力状态卧式模拟试验台

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1675763A1 (ru) * 1989-04-18 1991-09-07 Московский Инженерно-Строительный Институт Им.В.В.Куйбышева Способ формовани образцов грунта

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1773240A (zh) * 2004-11-12 2006-05-17 香港理工大学 用于岩土力学性能测试的真三维测试系统
CN101344445A (zh) * 2008-08-18 2009-01-14 山东大学 带滑动墙的自平衡式真三维加载模型试验台架
CN102175533A (zh) * 2011-02-16 2011-09-07 山东大学 超大型岩土工程三维模型试验系统
CN102621001A (zh) * 2012-04-06 2012-08-01 河海大学 用于地质力学模型试验的真三维滑动式变尺寸加载箱装置
CN204044145U (zh) * 2014-07-15 2014-12-24 山东科技大学 深部复杂应力状态卧式模拟试验台

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
伍永平: ""动–静"耦合加载围岩变形大型立体模拟研究", 《岩土工程学报》, vol. 33, no. 10, 31 October 2011 (2011-10-31), pages 1504 - 1510 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104764617A (zh) * 2015-03-18 2015-07-08 山东科技大学 褶曲构造的形成模拟装置及试验方法
CN104764617B (zh) * 2015-03-18 2017-05-10 山东科技大学 褶曲构造的形成模拟装置及试验方法
CN105486835A (zh) * 2015-05-22 2016-04-13 山东科技大学 一种膨胀软岩巷道围岩损伤相似模拟试验装置及试验方法
CN105403684A (zh) * 2015-11-05 2016-03-16 中国矿业大学(北京) 用于模拟煤矿覆岩垮落的多尺度相似模拟试验平台
CN105403684B (zh) * 2015-11-05 2018-05-01 中国矿业大学(北京) 用于模拟煤矿覆岩垮落的多尺度相似模拟试验平台
CN105911252A (zh) * 2016-04-29 2016-08-31 中国科学院武汉岩土力学研究所 配套三维物理模型试验机器人系统模拟自动化开采方法
CN105911252B (zh) * 2016-04-29 2018-08-17 中国科学院武汉岩土力学研究所 配套三维物理模型试验机器人系统模拟自动化开采方法
CN106370541A (zh) * 2016-10-02 2017-02-01 黑龙江八农垦大学 农机触土部件摩擦磨损试验台
CN110632275A (zh) * 2019-08-23 2019-12-31 山东建筑大学 一种地下工程扰动相似模型试验台及试验方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104142387B (zh) 2015-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104142387B (zh) 深部复杂应力状态卧式模拟试验台
CN104807974B (zh) 一种相似材料煤层开采模拟试验台及试验方法
CN203858241U (zh) 一种模拟煤层开采试验装置
CN101377479B (zh) 采场矿压三维物理模拟试验台
CN203365427U (zh) 可视相似模拟实验台
CN107192810B (zh) 采动覆岩破断型式及运动特征的三维多功能实验平台及试验方法
CN104713738B (zh) 一种双向多角度智能翻转模型试验装置及试验方法
CN105223337B (zh) 采空区裂隙圈形态的三维模拟方法
CN204556619U (zh) 三维多功能相似材料煤层开采模拟试验台
CN104820086B (zh) 一种岩层及地表沉陷模拟箱式试验装置
CN105093962A (zh) 模拟三维煤层开采试验台的双向柔性加载系统及方法
CN204575356U (zh) 一种基于采煤工作面支护和移架动态模拟的实验装置
CN104614191B (zh) 一种顶煤放出率与矿压显现关系实验台及应用方法
CN210347640U (zh) 一种真三轴立体相似模拟实验装置
CN112763694B (zh) 一种矿井开采动态扰动的二维相似模拟试验装置和方法
CN104807666A (zh) 一种基于采煤工作面支护和移架动态模拟的实验装置
CN109164245A (zh) 一种矿用岩层倾角可调及多向加载相似模拟实验架
CN204044145U (zh) 深部复杂应力状态卧式模拟试验台
CN205317496U (zh) 一种模拟隧道穿越活动断层的位移同步控制装置
CN204008638U (zh) 深孔爆破相似模拟实验装置
CN105092147A (zh) 岩层移动模拟及顶板压力监测实验教学系统及方法
CN107091721A (zh) 一种掘支锚联合机组实验装置及方法
CN208795740U (zh) 一种矿用岩层倾角可调及多向加载相似模拟实验架
CN104695986B (zh) 一种用于相似材料模拟试验的简易液压支架
CN104155429A (zh) 深孔爆破相似模拟实验装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20151118

Termination date: 20170715