[发明专利]一种平面光弹试验荷载施加装置

说明书

本发明公开了一种平面光弹试验荷载施加装置包括底座，底座上侧设置有支撑框架，支撑框架一侧设置有录像装置，录像装置固定在支架上端，支架下端固定在底座上侧，支撑框架为矩形框架，包括框架下梁，与框架下梁平行设置的框架上梁，以及分别设置在框架下梁与框架上梁两端，两个框架支柱之间设置有两个水平加荷板，且水平加荷板上端与框架上梁垂直连接，下端与框架下梁垂直连接，两个水平加荷板之间设置有竖向加荷板，竖向加荷板能够沿水平加荷板上下移动，水平加荷板与水平加力装置的一端连接，水平加力装置的另一端与框架支柱连接，竖向加荷板与竖向加力结构的一端连接，竖向加力装置的另一端与框架上梁连接。

技术领域

本发明涉及一种平面光弹试验荷载施加装置，特别涉及平面光弹试验中面力模拟地应力的加载。

背景技术

光测弹性学方法(photoelasticity)，简称光弹性法，是将光学和力学紧密结合进行应力分析的一种试验技术，采用具有双折射性能的透明材料制作出和被研究对象形状几何相似的模型，并使模型受力情况与被研究对象的荷载相似，将受力后的模型置于偏振光场之中，即可以显示所形成的与应力场有关的干涉条纹图像，形成的这些条纹图像与模型内部各点的应力及受力模型的边界有关，根据光弹性原理，便可以求出模型的内部和表面的各点应力方向、大小。

光弹性法从1816年布儒斯特(Devid Brewster)发现透明非晶体材料的人工双折射现象算起，至今已有200年的历史。随着经济的发展，光弹性法已经成为一门成熟的实验技术，广泛用于机械设计、水利工程建筑、桥梁工程、房屋建造等许多领域，在建立设计准则、提高工程可靠性，减轻重量、降低成本等方面也积累了许多经验。光弹性技术仍在不断发展，用它来研究工程结构的热应力、动态应力、弹塑性应力等问题，都已取得成效，光弹性法在土木工程领域的应用，为该领域提供了一种迅速、准确，经济、有效的应力分析方法，其主要特点是直观性强，可以得到全场信息。通过光弹试验，可以直接测定那些形状及受力复杂的构件的应力，不仅可以准确的分析平面问题，而且能够有效解决三维问题，同时也能迅速、准确地找到应力集中部位，确定构件的应力集中系数，为优化结构设计，提高结构性能提供试验依据。

随着煤矿开采深度、广度和强度的不断增加，深部高应力巷道围岩变形增大，支护成本成倍增加。深部巷道大变形的稳定及控制，已成为深部煤炭资源开发面临的难题之一。根据工程经验总结出的现代支护理念认为：巷道的稳定性控制应适当允许围岩变形，并充分提高和发挥围岩自身承载力，与支护结构共同形成互相协调、互相作用的支承系统；该支护理念已被广泛接受，并提出了一次支护(锚杆+喷层)-可缩层(泡沫塑料等可缩材料)-二次支护(钢筋混凝土结构层、锚索、注浆、U型钢、W钢带等)等支护结构形式，对于解决深部巷道围岩稳定性问题具有较明显的效果。对于这种复合支护体系中各结构单元或部分组合单元的作用，国内外做过大量的物理、数值和理论研究，但目前还没有对这种复合支护体系整体耦合作用进行研究。

提供一种能够利用带底拱巷道断面的平面光弹模型来研究巷道的平面应变问题，并设计光弹试验所需的三方向力加载装置，实现了对较大平面光弹模型外围进行均布力加载，达到模拟地应力的目的，已经是一个急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种平面光弹试验荷载施加装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：