[实用新型]一种侧向加压相似模拟实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于一种相似模拟实验装置，具体涉及一种可以实现侧向加压的相似模拟实验装置。 

背景技术

相似模拟试验是岩土、地质、矿山等领域进行科学试验研究的主要手段之一。基于相似模拟理论，通过对岩层、硐室、坝体、边坡、巷道等对象进行相似模拟，得出有关技术指标和参数，从而为生产实践提供科学依据。 

目前实验室进行相似模拟研究所使用的主要为平面应力模型，平面应力模型具有模型铺装容易、实验测试方便、实验周期短、便于观察等优点。但平面模型架的厚度一般为20cm，且模型厚度方向两侧为自由面，不能真实模拟模型两侧水平受力情况。模拟煤层回采时，传统的开挖手段有具有工作量大、分步开挖进尺控制不准确等缺点。 

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题而提供了一种侧向加压相似模拟实验装置。该相似模拟实验装置可实现对模型侧向加压，能更加真实地模拟煤层开挖等研究。 

本实用新型是一种侧向加压自动开挖相似模拟实验装置，包括底座(1)、立柱(2)、千斤顶(3)和透明玻璃钢挡板(4)，底座(1)两端与所述立柱(2)底端焊接，千斤顶(3)活柱上固定有钢板(9)，千斤顶(3)底部与底座(1)焊接，通过底座(1)上的千斤顶下降模拟煤层开采，透明玻璃钢挡板(4)经立柱(2)固定向模型施加侧向压力；所述的透明玻璃钢挡板(4)截面呈凸字形，与模拟岩层相接触的中间加压段较厚，与立柱相固定的两端固定段较薄；所述的透明玻璃钢挡板(4)两端固定段上设有固定螺栓孔(7)；所述的透明玻璃钢挡板(4)上均匀分布凸点；所述的透明玻璃钢挡板(4)中部加压段上固定有振弦式土压力计(5)。 

本实用新型有以下优点：本装置使用方便、成本较低，可以模拟模型两侧受力情况，极大的提高了相似模拟的准确性，同时该装置模拟煤层回采时能够通过千斤顶(3)带动钢板(9)下降模拟分步开挖过程，分步开挖进尺控制准确、工作量小。 

附图说明

图1为本实用新型装置的主视图。 

图2为图1的侧视图。 

图3为图1的俯视图。 

图4为透明玻璃钢挡板的主视图。 

图5为透明玻璃钢挡板的俯视图。 

具体实施方式

参照图1～图3，一种侧向加压自动开挖相似模拟实验装置，包括可调节底座(1)、立柱(2)、透明玻璃钢挡板(4)，可调节底座(1)底部两侧与所述立柱(2)底端焊接，可调节底座(1)底部及立柱(2)均采用槽钢制作，立柱(2)槽钢腿部均布螺栓孔。可调节底座(1)上固定有若干个千斤顶(3)，模拟煤层分步回采时，模型底部不铺设煤层，使千斤顶(3)带动上方矩形钢板(9)降低模拟煤层分步回采。模型的前后两块透明玻璃钢挡板(4)利用长螺栓(8)穿过立柱(2)上的螺栓孔相固定，同时利用长螺栓(8)对两块透明玻璃钢挡板(4)的压力对模型进行侧向加压，透明玻璃钢挡板(4)反应不同埋深条件下侧压系数。 

图4所示的透明玻璃钢挡板(4)的主视图，透明玻璃钢挡板(4)为刚性透明体，有利于实验过程中对模型进行观察；挡板两端各有两个螺栓孔(7)；挡板内侧均布凸点，均布的凸点能增加模拟岩层与透明玻璃钢挡板(4)间的摩擦系数，能真实模拟模型岩层竖向移动时源于两侧的约束力；透明玻璃钢挡板(4)内侧均匀固定了4个振弦式土压力计(5)，振弦式土压力计(5)有信号传输电缆(6)引出，通过压力读数装置掌握加压值，加压值可根据所模拟工程的真实地质条件计算得出。 

图5所示的透明玻璃钢挡板(4)的俯视图，透明玻璃钢挡板(4)分为固定部分及加压部分，固定部分设于两端，长度等于立柱宽度，厚度约为10mm；挡板加压部分位于挡板中部，长度等于模型宽度，厚约30mm，并在内侧固定有4个振弦式土压力计(5)。