[發(fā)明專(zhuān)利]巖爆模型試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210588364.7
• 申請(qǐng)日: 2012-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103063461A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏元友;顧金才;明治清;祝文化
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué);中國(guó)人民解放軍總參謀部工程兵科研三所
• 主分類(lèi)號(hào): G01M99/00
• 分類(lèi)號(hào): G01M99/00;G01N33/24
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專(zhuān)利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及是一種模型塊體尺寸為100×60×40cm的室內(nèi)進(jìn)行巖爆的復(fù)制和再現(xiàn)的模型試驗(yàn)裝置，涉及裝置的構(gòu)造和采用的自平衡加卸載系統(tǒng)。

背景技術(shù)

巖爆是高地應(yīng)力條件下地下巖體工程開(kāi)挖中，一種由漸進(jìn)破壞誘發(fā)突變的一種特殊動(dòng)力現(xiàn)象，具有圍巖突然、猛烈地向開(kāi)挖空間彈射、拋擲、噴出的特征。巖爆的產(chǎn)生直接威脅到人員及設(shè)備的安全，破壞了地下工程結(jié)構(gòu)，已成為深部或深埋地下工程施工的重大技術(shù)難題，是一個(gè)世界性的災(zāi)害現(xiàn)象。正如著名巖石工程學(xué)家Brown（1988）教授所指出的：“甚至在巖爆定義上達(dá)到一致意見(jiàn)都是困難的，巖爆這個(gè)問(wèn)題的成功答案，目前正在全世界很多研究中心進(jìn)行著研究，它的進(jìn)展將代表巖石力學(xué)這門(mén)學(xué)科的發(fā)展和重大突破。”

由于巖爆力學(xué)機(jī)制及其復(fù)雜，自從人們開(kāi)始認(rèn)識(shí)巖爆以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的探討性研究，取得了一定的成果。由于巖石物理力學(xué)性質(zhì)的復(fù)雜性以及地質(zhì)力學(xué)條件的變化、工程施工的誘發(fā)等，使得巖爆的機(jī)理極其復(fù)雜，巖爆研究多側(cè)重工程中已遇到的相關(guān)問(wèn)題，巖爆的理論研究進(jìn)展緩慢，對(duì)巖爆的預(yù)測(cè)與防治尚缺乏成熟的理論作指導(dǎo)。物理模擬可以在室內(nèi)進(jìn)行巖爆的復(fù)制，通過(guò)巖爆的再現(xiàn)可以獲取更多巖爆機(jī)理的更深層的認(rèn)識(shí)，并且通過(guò)先進(jìn)的量測(cè)手段，可以進(jìn)行多參量的測(cè)試，從而進(jìn)行量化分析，研究巖爆產(chǎn)生的機(jī)理、過(guò)程、條件以及有效地控制措施，是一種有效地研究方法。目前，已開(kāi)展的物理模型試驗(yàn)多借助于壓力機(jī)進(jìn)行，由于受實(shí)驗(yàn)機(jī)具的限制，試樣尺寸小，尺寸效應(yīng)影響大，其代表性與巖爆發(fā)生的實(shí)際條件和狀態(tài)存在較大的差異，具有很大的局限性。本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)模擬大尺寸模型巖爆的產(chǎn)生，模型試件尺寸為100×60×40cm的裝置及試驗(yàn)，目前尚無(wú)報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種采用大尺寸模型試件尺寸，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)巖爆的復(fù)制和再現(xiàn)，進(jìn)行堅(jiān)硬巖體在高地應(yīng)力條件下巖爆產(chǎn)生的機(jī)理、過(guò)程、條件以及有效的控制方法的巖爆模型試驗(yàn)裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案：

本發(fā)明提供的巖爆模型試驗(yàn)裝置，由主機(jī)和液壓控制系統(tǒng)組成，所述主機(jī)主要由基座、模型就位進(jìn)退油缸、承載框架組成和約束門(mén)板部分。所述模型就位進(jìn)退油缸有兩臺(tái)，對(duì)稱(chēng)裝在基座上面左部的兩側(cè)；承載框架有多個(gè)，并排對(duì)齊裝在基座上面的右部；在由多個(gè)呈馬蹄形承載框架構(gòu)成的一個(gè)矩形的內(nèi)腔中，左側(cè)安裝側(cè)向定位梁，右側(cè)安裝側(cè)向均布?jí)毫虞d器，上部安裝頂部均布?jí)毫虞d器，底面安裝用于模型就位的墊板；在第一個(gè)承載框架上安裝約束門(mén)板部分。

所述承載框架，在其左、右兩邊邊的外側(cè)均設(shè)有若干個(gè)側(cè)部減重孔；在其頂部設(shè)有若干個(gè)減重孔，且在其頂部中心位置設(shè)有1個(gè)用于吊裝的螺栓孔；在其底部的兩端分別加工有2個(gè)通孔和1個(gè)螺孔，所述通孔用于穿過(guò)螺釘固定承載框架，所述螺孔用于安裝調(diào)平承載框架的螺栓；在其四個(gè)角上各加工有1個(gè)通孔，承載框架連接螺栓通過(guò)此通孔連接承載框架。

所述基座包括自下而上排列的滑板支撐架底板、油缸支座固定架、滑板支撐架、油缸支座、模型就位滑板、模型就位固定板。

所述滑板支承架為鋼結(jié)構(gòu)件，其側(cè)部開(kāi)有4個(gè)起減重作用的穿孔。

所述模型就位進(jìn)退油缸為標(biāo)準(zhǔn)件工程缸，每個(gè)模型就位進(jìn)退油缸由兩個(gè)油缸支座支撐，每個(gè)油缸支座通過(guò)油缸支座固定架安裝在滑板支承架4左端的兩側(cè)，并通過(guò)銷(xiāo)軸襯套、銷(xiāo)軸、銷(xiāo)連接在一起。

所述約束門(mén)板部分，是在第一個(gè)承載框架的側(cè)部，通過(guò)約束門(mén)板支座和約束門(mén)銷(xiāo)軸安裝約束門(mén)板，在約束門(mén)板前面用螺釘固定裝飾門(mén)板，在約束門(mén)板前面用內(nèi)六角螺栓安裝壓緊塊限位板和門(mén)把手。在約束門(mén)板的后面用內(nèi)六角螺栓安裝約束擋板，

所述約束門(mén)板部分還包括：在第一個(gè)承載框架的另一側(cè)部，通過(guò)六角螺栓安裝壓緊塊，壓緊塊的內(nèi)側(cè)安裝有壓緊彈簧，使壓緊塊在壓緊塊支撐軸上前后移動(dòng)；在壓緊塊的外側(cè)安裝有推力球軸承、壓緊螺母和用于限制壓緊塊的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的壓緊塊限位板；在壓緊螺母和壓緊塊上分別安裝有兩個(gè)手柄，使壓緊螺母和壓緊塊在壓緊塊支撐軸上轉(zhuǎn)動(dòng)；約束門(mén)板在模型塊就位后關(guān)閉，通過(guò)壓緊塊、壓緊螺母和壓緊塊限位塊固定。

所述的壓緊塊和壓緊螺母通過(guò)壓緊塊支撐軸與第一個(gè)承載框架的另一側(cè)部連接在一起。

所述側(cè)向定位梁與側(cè)向均布?jí)毫虞d器的空間高度以及固定螺孔的位置一致。