[發明專利]二維組合應力誘導突出模擬試驗裝置

有效

• 申請號: 201910282365.0
• 申請日: 2019-04-09
• 公開（公告）號: CN109900543B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 張東明;葉辰;尹光志;許江;李樹建;肖偉晶;葉茂林;楚亞培;李小明;楊邦友;金磊
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G01N3/10;G01N33/22
• 代理公司: 重慶天成卓越專利代理事務所(普通合伙) 50240
• 代理人: 譚小容

1.一種二維組合應力誘導突出模擬試驗裝置，包括反力框架（A）和試件箱（B），其特征在于：所述反力框架（A）是由左立柱（12）、右立柱（13）、上橫梁（14）、下橫梁（15）圍成的封閉固定框架結構，反力框架（A）的左右兩側各配備有一個支撐架（16），反力框架（A）能在減速電機（24）的驅動下繞自身的安裝軸線翻轉90°，上橫梁（14）上安裝有壓頭（3）向下的伺服液壓油缸（17），左立柱（12）上安裝有壓頭（3）向右的伺服液壓油缸（17），右立柱（13）、下橫梁（15）上分別安裝有支撐塊（18），伺服液壓油缸（17）和支撐塊（18）共同將反力框架（A）內的試件箱（B）夾持住；每個壓頭（3）配備有一個穿過試件箱（B）的活塞（4），用于與試件箱（B）內的壓板（5）相連；

所述試件箱（B）包括箱體（1）和箱蓋（2），箱體（1）底部下方內置氣體充填管路（7），并通過鋪設在箱體（1）底部的泡沫金屬層（6）向箱體（1）內均勻充氣，所述箱體（1）的側壁上還開設有突出口（1a）和傳感器接線孔（1b），所述突出口（1a）外安裝有泄壓裝置（8），所述傳感器接線孔（1b）內安裝有傳感器轉換接頭（9）；

所述試件箱（B）內部埋設的各種傳感器，通過箱體（1）的側壁上的傳感器接線孔（1b）與試件箱外的控制臺（21）連接，傳感器接線孔（1b）通過傳感器轉換接頭（9）進行封堵，傳感器轉換接頭（9）由“T”形圓臺主體（9-1）、墊片（9-2）、密封圈（9-3）、導線（9-4）與絕緣引線管（9-5）組成；

“T”形圓臺主體（9-1）與試件箱側壁上開設的“T”形的傳感器接線孔（1b）匹配，“T”形圓臺主體（9-1）能由內向外插入“T”形的傳感器接線孔（1b）內，“T”形圓臺主體（9-1）包括小圓臺和大圓臺，小圓臺上套裝有墊片（9-2）和密封圈（9-3），安裝后，墊片（9-2）和密封圈（9-3）被“T”形圓臺主體（9-1）的臺階面壓緊在“T”形傳感器接線孔（1b）內；

“T”形圓臺主體（9-1）的中部開設有至少兩個貫通的管孔，每個管孔內插裝有一根絕緣引線管（9-5），絕緣引線管（9-5）與管孔采用粘膠固定且絕緣引線管（9-5）的兩端均延伸到管孔外，每根絕緣引線管（9-5）內插裝有一根導線（9-4），導線（9-4）與絕緣引線管（9-5）采用粘膠固定且導線（9-4）的兩端均延伸到絕緣引線管（9-5）外，導線（9-4）的內側端用于與試件箱內的傳感器的連接線相連，導線（9-4）的外側端用于與試件箱外的控制臺（21）相連；

泄壓裝置（8）由左支座（8-1）、右支座（8-2）、承壓夾持器（8-3）、螺栓螺母組件（8-4）、密封圈（8-5）、第一爆破片（8-6）、第二爆破片（8-7）、壓力傳感器（8-8）組成，承壓夾持器（8-3）位于左支座（8-1）與右支座（8-2）之間，并通過呈圓周均布的螺栓螺母組件（8-4）鎖緊安裝在試件箱的突出口（1a）外，承壓夾持器（8-3）采用左中右三段式組裝結構，左支座（8-1）、右支座（8-2）以及承壓夾持器（8-3）的每段中部均開有正對突出口（1a）的氣流過孔，承壓夾持器（8-3）的左段與中段之間夾持安裝有第一爆破片（8-6），承壓夾持器（8-3）的中段與右段之間夾持安裝有第二爆破片（8-7），第一爆破片（8-6）、第二爆破片（8-7）的內側分別安裝有一個壓力傳感器（8-8），承壓夾持器（8-3）的中段側壁上開有充氣孔（8-3a），試件箱內的氣流能經突出口（1a）進入左支座（8-1）、承壓夾持器（8-3）的左段、第一爆破片（8-6）圍成的密閉空間，充氣孔（8-3a）的氣體能進入承壓夾持器（8-3）的中段、承壓夾持器（8-3）的右段、第一爆破片（8-6）、第二爆破片（8-7）圍成的密閉空間。

2.按照權利要求1所述的二維組合應力誘導突出模擬試驗裝置，其特征在于：還包括控制臺（21）、液壓站（22）和單軌電動葫蘆（20）；在試件箱（B）內安裝有壓力傳感器、溫度傳感器、孔隙壓力傳感器用于測定突出過程中的煤巖應力、煤樣的溫度以及瓦斯壓力的傳播規律及衰減特征；所述控制臺（21）通過計算機控制伺服控制機（17b）實現多種應力波的加載及調控，并收集記錄試驗過程中試件箱（A）內部安裝的傳感器的數據；所述液壓站（22）為反力框架（A）上的液壓油缸（17a）提供動力；所述單軌電動葫蘆（20）安裝在反力框架（A）的上方用于吊裝重物；在所述突出口（1a）前端安裝有高速攝像機用于實現突出全過程的可視化，并配合聲發射裝置用于研究煤與瓦斯突出過程中的聲發射現象發展規律。