[发明专利]一种静动荷载下煤矸石路基粗粒料可视化试验装置

说明书

本发明公开了一种静动荷载下煤矸石路基粗粒料可视化试验装置，包括工作台，工作台顶端从左至右依次设置有计算机数据采集系统、试验机控制系统和试验装置，试验机控制系统分别与计算机数据采集系统和试验装置电性连接，试验装置上设置有非接触式全场变形测量系统和可视化试验机构，非接触式全场变形测量系统与可视化试验机构对应设置，可视化试验机构上设置有若干摄像机放置架，摄像机放置架上设置有高速摄像机，工作台底端四角均设置有支撑腿，支撑腿底端设置有移动轮。本发明实现了静、动荷载下煤矸石路基粗粒料的可视化试验过程，过程清晰可见，同时装置结构简单，成本较低，可以模拟各种情况，降低了试验成本，提高了试验效率。

技术领域

本发明涉及试验装置技术领域，特别是涉及一种静动荷载下煤矸石路基粗粒料可视化试验装置。

背景技术

煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。动荷载是指随时间而变化的荷载。这种变化不一定是周期变化，即便是无规则、无规律变化的荷载，只要随时间变化而变化都属于动荷载。静荷载是指不随时间变化的荷载，如设备自重，构件本身自重，水压力，土压力。煤矸石软质粗颗粒材料常被用于路基填料，但其粗颗粒在上部堆载(静荷载)与长期交通荷载(动荷载)等作用下会产生较大的沉降变形。但是，目前对于煤矸石粗颗粒填料路基沉降变形的机理尚不明朗，究竟上部荷载作用下煤矸石粗颗粒是如何运动与破碎，进而造成路基沉降变形的，尚缺乏相关试验设备与监测技术进行深入研究。因此，亟需一种静动荷载下煤矸石路基粗粒料可视化试验装置，用来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种静动荷载下煤矸石路基粗粒料可视化试验装置，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种静动荷载下煤矸石路基粗粒料可视化试验装置，包括工作台，所述工作台顶端从左至右依次设置有计算机数据采集系统、试验机控制系统和试验装置，所述试验机控制系统分别与所述计算机数据采集系统和所述试验装置电性连接，所述试验装置上设置有非接触式全场变形测量系统和可视化试验机构，所述非接触式全场变形测量系统与所述可视化试验机构对应设置，所述可视化试验机构上设置有若干摄像机放置架，所述摄像机放置架上设置有高速摄像机，所述工作台底端四角均设置有支撑腿，所述支撑腿底端设置有移动轮。

优选的，所述试验装置包括固定连接在所述工作台顶端的底板，所述底板顶端两侧均固定连接有两侧板，两所述侧板对应设置，两所述侧板之间滑动连接有支撑板，所述侧板内设置有传动件，所述支撑板与所述传动件传动连接，所述支撑板上设置有循环载荷装置，所述可视化试验机构固定连接在所述底板顶端，所述循环载荷装置位于所述可视化试验机构上方且与所述可视化试验机构对应设置。

优选的，所述侧板上开设有竖向滑槽，所述传动件包括转动连接在所述竖向滑槽内的螺纹杆，所述螺纹杆上螺纹连接有螺纹滑块，所述螺纹滑块与所述竖向滑槽滑动连接，所述支撑板两侧分别与两所述侧板上的所述螺纹滑块固定连接，所述侧板顶部转动连接有驱动件，两所述螺纹杆通过所述驱动件传动连接，任一所述侧板顶端固定连接有电机，所述螺纹杆顶端伸出所述侧板与所述电机的输出轴固定连接，所述电机与所述试验机控制系统电性连接。

优选的，所述驱动件包括转动连接在所述侧板顶部的转动轴，所述转动轴两端分别伸入到两所述竖向滑槽内且固定连接有第一锥齿轮，两所述螺纹杆上均固定连接有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合。

优选的，所述循环载荷装置包括固定连接在所述支撑板底端中部的第一液压缸，所述第一液压缸底端固定连接有横板，所述横板底端转动连接有连接杆，所述连接杆底端固定连接有圆盘，所述圆盘底端沿周向固定连接有若干转动轮，相邻两所述转动轮之间的间距相等，所述横板内固定连接有伺服电机，所述连接杆顶端伸入到所述横板内与所述伺服电机的输出轴固定连接，所述伺服电机和所述第一液压缸分别与所述试验机控制系统电性连接。