[發明專利]平面變角可加載相似模擬實驗裝置及實驗方法

有效

• 申請號: 201210066282.6
• 申請日: 2012-03-14
• 公開（公告）號: CN103308383A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 勾攀峰;辛亞軍
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及相似模擬實驗裝置及實驗方法，特別涉及到用于巖土、地質、礦山等相似模擬實驗裝置及實驗方法，屬于實驗儀器設備領域。?

背景技術

由于地下工程環境的復雜性及難于現場研究的制約，相似模擬實驗成為了實現此類巖土、地質及礦山等復雜工程環境再現的一種重要科學研究手段。基于相似模擬理論和不同的研究目的，通過對巖層、硐室、壩體、邊坡及巷(隧)道等研究內容的相似模擬實驗，可以得出相關的技術參數，為實際工程的應用提供依據。而隨著地下工程環境的進一步復雜化，對其相似模擬實驗裝置及實驗方法的要求越來越高，而現有相似模擬實驗裝置在很大程度上難于適應復雜工程環境模擬的需要。?

傳統的相似模擬實驗裝置分為加載相似模擬實驗裝置及轉角相似模擬實驗裝置。加載相似模擬實驗裝置的加載機構為千斤頂，其加載數據主要是通過油路控制而實現，數據精度較低，且一般也只能模擬水平層面的加載實驗。轉角相似模擬實驗裝置為手動鋼索控制，模型架角度不易控制、自穩性差、危險性大，經常造成裝填模型的倒塌，同時轉角相似模擬實驗裝置模擬的尺寸也相對較小。此兩種相似模擬實驗裝置功能單一、利用率低，且均不能同時實現變角可加載相似模擬實驗的需要，資源浪費嚴重。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服上述平面加載相似模擬實驗裝置不能實現變角、加載數據精度低及平面轉角相似模擬實驗裝置不能加載、變角精度低、自穩性差的缺點，提供一種具有設計合理、角度可調、便于加載、方法操作簡便及易于實現平面變角可加載相似模擬實驗裝置。?

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：一種平面變角可加載相似模擬實驗裝置，包括變角裝置、加載裝置、上固定裝置及下固定裝置，其特征在于：所述變角裝置與上固定裝置及下固定裝置相接，所述的加載裝置包括加載千斤頂、上承壓板上墊、上承壓板下墊、下承壓板及力傳感器，并通過上緊固螺栓與上固定裝置相接，所述的上固定裝置通過焊接成為一體，所述的下固定裝置為實驗裝置底支承架。?

進一步，所述的變角裝置是包括通過變角側千斤頂兩檔伸縮的微調變角裝置及變角側千斤頂通過變角滑體在底支承座變角滑槽內移動的緊固變角裝置，且變角滑體上螺栓與調試后變角滑槽內螺孔緊固連接。?

進一步，所述的緊固變角裝置可在底支承座變角滑槽內移動，且變角滑體上螺栓與調試后變角滑槽內螺孔緊固連接。?

進一步，所述的力傳感器通過線路與計算機數據采集系統相接。?

進一步，所述的加載裝置為千斤頂升降裝置，千斤頂升降裝置通過頂緊固螺栓及加載千斤頂底盤固定在下承壓板上，加載千斤頂上部通過上承壓板下墊下設置的下承壓板槽孔進行固定，上承壓板上墊與上承壓板下墊間設置力傳感器，且力傳感器通過線路與外部計算機數據采集系統相連。?

進一步，所述的上固定裝置包括左安裝架、右安裝架、底安裝架及槽鋼，左安裝架與右安裝架均通過下部焊接與底安裝架相接，左安裝架與右安裝架上部設置加載裝置，并通過上緊固螺栓相連，槽鋼兩端通過連接螺栓與左安裝、右安裝架(或底安裝架)前后面固定。?

進一步，所述的下固定裝置包括底支承座、擋板及變角調試盤。?

進一步，所述的變角調試盤上設有變角滑槽與變角刻度盤。?

本發明還涉及一種應用上述平面變角可加載相似模擬實驗裝置進行相似模擬實驗的方法，包括以下步驟：?

(1)實驗裝置裝填相似材料時，轉動緊固螺栓至取下左安裝架與右安裝架上端的上承壓板上墊與上承板下墊，并將上承壓板下墊中的力傳感器連線和計算機數據采集系統相接；?

(2)升起變角底千斤頂使固定在一起的左安裝架、右安裝架及底安裝架沿變角轉軸轉動，同時，調試變角側千斤頂位置使左安裝架、右安裝架及底安裝架達到指定角度，固定變角底千斤頂及變角側千斤頂，使上固定裝置達到穩定狀態；?

(3)在左安裝架與底安裝、右安裝架前后兩側安裝水平方向的槽鋼，并在對應的左安裝架螺孔、底安裝架螺孔和右安裝架螺孔通過連接螺栓進行緊固組成裝填空間，根據實驗配比要求在裝填空間裝填相似材料，并按一定力度夯實。?

(4)在上固定裝置組成的裝置空間內根據實驗配比要求裝填相似材料，并按一定力度夯實；?

(5)通過變角裝置中變角側千斤頂及變角底千斤頂將裝填相似材料后的上固定裝置通過變角轉動軸轉動放回原位，在底安裝架右側通過固定螺栓與底支承座緊固；?