[發明專利]一種地下工程模型試驗中相似材料定量攪拌裝置

在審

• 申請號: 201911345385.4
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111054238A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 焦玉勇;張磊;張為社;歐光照;譚飛;毛仲敏;嚴成增;程毅
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: B01F7/16
• 分類號: B01F7/16;B01F15/02;B01F15/04
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 孫麗麗

本發明提供了一種地下工程模型試驗中相似材料定量攪拌裝置，包括：加料桶、頂板、轉盤、轉軸、攪拌葉片、攪拌桶、軸承座、豎向支架、橫向支架、電動機、出料孔、定位孔、重量感應器、顯示器、下料孔，所述的頂板上有定位孔，定位孔固定住加料桶以限制加料桶的水平向位移，所述的轉盤上有下料孔、重量感應器和顯示器，所述的重量感應器可以讀取放置在其上面加料桶中相似材料的重量，并在顯示器上顯示，所述的轉軸固定設置在軸承座的內部，所述的轉軸通過軸承座與攪拌桶的底部可以轉動，所述的電動機底部固定在橫向支架上，所述的電動機的輸出軸與轉軸的底部固定連接，可帶動轉軸轉動，操作簡單方便。

技術領域

本發明屬于地質力學模型試驗領域，具體涉及一種地下工程模型試驗中相似材料定量攪拌裝置。

背景技術

隨著西部大開發等相關戰略的實施，國家重大基礎設施建設正以前所未有的速度在全國展開。許多在建和即將新建的地下工程不斷走向深部，無論是礦產開采的地下巷道、還是能源儲備的地下儲庫、水電開發的地下洞室以及交通建設的地下隧道等逐漸向深部方向發展。隨著開挖深度的不斷增加，往往帶來很多難以預測的問題。為了避免和減少突發性地質災害對生命財產造成重大損害，必須對深部地下工程的變形特征和破壞機理進行深入研究，以此采取有效的加固處理措施。

地下工程模型試驗是一種解決巖體工程問題的重要科學研究手段，它是以真實物理實體為原型進行科學比例縮尺后的再現。地下工程模型試驗將地下工程結構和圍巖作為統一系統考慮，通過試驗測試給出的結果，探索許多目前用數學、力學方法尚不易解決的問題，為建立新的理論和數學模型提供依據。選擇一種符合相似條件的相似材料是進行地質力學模型試驗的前提。由于模型材料試驗對象的各種條件是千差萬別的，因此在不同的地質力學模型試驗中，相似材料的選擇必須遵循不同的相似要求。目前，在地下工程模型試驗中相似材料的攪拌基本上都是通過人工稱量后將不同的相似材料進行攪拌。如此不僅費時費力，而且不能連續作業，不能實現加料和攪拌同時進行，影響了試驗效果。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對上述目前地下工程模型試驗中人工稱量攪拌方法費時費力且不能連續作業的技術問題，提供一種地下工程模型試驗中相似材料定量攪拌裝置解決上述技術缺陷。

一種地下工程模型試驗中相似材料定量攪拌裝置，包括加料桶、頂板、轉盤、轉軸、攪拌葉片、攪拌桶、軸承座、豎向支架、橫向支架、電動機、出料孔、定位孔、重量感應器、顯示器、下料孔；所述的頂板上有與加料桶下部直徑相同的定位孔，加料桶下部穿過定位孔，定位孔固定住加料桶以限制加料桶的水平向位移；所述的轉盤上有下料孔、重量感應器和顯示器，所述的轉盤與轉軸剛性連接，可隨轉軸轉動；所述的重量感應器的輸出端與顯示器的輸入端相連；所述的下料孔和重量感應器在轉盤表面同一半徑的圓周上相間布置，所述的重量感應器可以讀取放置在其上面加料桶中相似材料的重量，并在顯示器上顯示；所述加料桶頂部和底部均開口，所述加料桶下部穿過頂板上的定位孔放置在轉盤的重量感應器上，所述的加料桶可以根據需要數量自由的安裝和拆卸；所述的攪拌桶的底部中心處設置有軸承座；所述的轉軸固定設置在軸承座的內部，所述的轉軸通過軸承座與攪拌桶的底部可以轉動，所述的轉軸的底端延伸出攪拌桶的底部；所述的出料孔在攪拌桶的底部；所述的攪拌葉片固定在攪拌桶內部的轉軸上；所述的豎向支架設置在攪拌桶底部，與攪拌桶支撐連接；所述的橫向支架與豎向支架剛性連接；所述的電動機底部固定在橫向支架上，所述的電動機的輸出軸與轉軸的底部固定連接，可帶動轉軸轉動。

進一步的，所述裝置的使用步驟包括：

S1、根據地下工程模型試驗設計中相似材料的種類數量確定加料桶的數量；

S2、將加料桶下部穿過頂板上的定位孔放置在轉盤的重量感應器上；

S3、將相似材料緩慢倒入加料桶，此時重量感應器將接收到的相似材料的重量通過顯示器顯示出來；加料的同時，注意觀察顯示器的讀數，待顯示器中顯示試驗中相似材料設計數值時停止加料；