專利名稱：組合堆體相似材料模擬實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)裝置。
現(xiàn)有的相似材料模擬實(shí)驗(yàn)裝置，從結(jié)構(gòu)上分類，主要有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是固定式平面模型架，如湖南中南礦冶研究院、中國礦業(yè)大學(xué)、山東礦業(yè)學(xué)院等院校都使用這種結(jié)構(gòu)的模型架；另一種是立體模型實(shí)驗(yàn)架，如法國埃森礦業(yè)研究總院、清華大學(xué)等單位利用油缸三向加載測量巖體應(yīng)變值。上述兩種結(jié)構(gòu)形式的模擬實(shí)驗(yàn)裝置都是利用型鋼焊接而成，它們的不足之處在于實(shí)驗(yàn)過程中模型架容易變形，導(dǎo)至測量誤差較大，同時(shí)，它們是固定模型架，所以一種模型只能做一種模擬試驗(yàn)，它不能靈活組裝，因而造成實(shí)驗(yàn)費(fèi)用增加、浪費(fèi)材料、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)間長等。
本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種組合堆體相似材料模擬實(shí)驗(yàn)裝置，它為組合結(jié)構(gòu)，可以隨用戶的要求組合成不同規(guī)格的平面模型實(shí)驗(yàn)裝置，或者不同尺寸的立體模型實(shí)驗(yàn)裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的組合堆體相似材料模擬實(shí)驗(yàn)裝置的加載梁上固定連接有加載油缸，在地基上構(gòu)筑有至少5條縱向地溝，兩個(gè)或四個(gè)立柱沿地溝移動(dòng)，其立柱底座用螺栓固定在地溝上，立柱的下部連接有組合底盤，在組合底盤的下面安裝傳感器條帶，與立柱連接在一起的還有模板a和模板b，加載梁與立柱連接，組合底盤為全部或部分底卸式組合，其組合底盤呈水平或傾斜與立柱連接。本實(shí)用新型的改進(jìn)之處在于所說的組合堆體相似材料模擬實(shí)驗(yàn)裝置的兩根立柱與模板a和模板b組成平面模擬實(shí)驗(yàn)裝置，用四根立柱和模板組合成立體模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其中利用調(diào)整立柱的距離至少可以組合平面模型8種或立體模型15種，其立柱、組合底盤、模板由鑄鋼加工而成，模板上開有觀察孔，組合底盤上的傳感器條帶的觸點(diǎn)與相似材料的底面相接。
上述所說的組合堆體相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置也可以變成一個(gè)六面都能約束巖體變形的實(shí)驗(yàn)架，而且不是一個(gè)固定尺寸的實(shí)驗(yàn)架，其模板不產(chǎn)生變形，保證了測量應(yīng)力應(yīng)變的精度。
本實(shí)用新型由于采用了組合堆體實(shí)驗(yàn)裝置，可以隨工程的需要任意調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置的尺寸，克服了固定式模型架只能完成一種模擬實(shí)驗(yàn)，因而可以減少由于需要制造各種規(guī)格形式實(shí)驗(yàn)裝置的費(fèi)用，同時(shí)該裝置可以做平面模擬實(shí)驗(yàn)，又可以做立體模擬實(shí)驗(yàn)，做到了一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置可以完成多種試驗(yàn)要求，具有試驗(yàn)費(fèi)用低、準(zhǔn)備工作短、結(jié)構(gòu)簡單、測量精度高的特點(diǎn)。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的內(nèi)容加以說明


圖1是本實(shí)用新型的主視圖；圖2是本實(shí)用新型的俯視圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的立體模型俯視圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的一節(jié)模板的平面俯視圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的二節(jié)模板的平面俯視圖；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的三節(jié)模板的平面俯視圖；參照
圖1、圖2所示，組合堆體相似材料模擬實(shí)驗(yàn)裝置的加載梁1上固定連接有加載油缸2，在地基上構(gòu)筑有至少5條縱向地溝，兩個(gè)或四個(gè)立柱3沿地溝移動(dòng)，其立柱底座用螺栓固定在地溝上，立柱的下部連接有水平或傾斜的組合底盤5，在組合底盤5的下面安裝傳感器條帶6，其傳感器的觸點(diǎn)與相似材料的底面相接。無論地上或地下的巖石或土往往不完全是水平賦存，大多巖土層都帶有傾角，本裝置為了更真實(shí)模擬巖土層的實(shí)際條件，組合底盤5與立柱3的安裝角度與工程巖土層的傾角相一致，除此之外，組合底盤還需做成全部或部分底卸式組合，例如在模擬大壩、邊坡等試驗(yàn)時(shí)，就需要部分底卸式結(jié)構(gòu)才能完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。
在做立體模擬試驗(yàn)時(shí)，只需移動(dòng)立柱，接長模板a和模板b，其模板的兩端用螺栓連接，同時(shí)模板與立柱連接又可加高模擬實(shí)驗(yàn)裝置，為了方便觀察巖土層垮落過程，在模板上開有觀察孔，模板、立柱、組合底盤都用鑄鋼鑄造加工，克服了現(xiàn)有技術(shù)用型鋼焊接易變形的缺點(diǎn)。
當(dāng)工程試驗(yàn)方案尺寸大小確定以后，移動(dòng)立柱位置，用螺栓將立柱底座固定在地溝上，然后根據(jù)地質(zhì)柱狀圖確定巖土層傾角及巖土層厚度，安裝好組合底盤和傳感器，固定模板，在模型架內(nèi)填充不同厚度的模擬相似材料，待相似材料裝滿后，在立柱上部安裝加載梁和加載油缸及油缸底座，通過液壓泵不斷給相似材料模型施加壓力，其壓力通過模擬材料傳遞到模板、組合底盤及立柱上，最后由壓力傳感器條帶將壓力值測定出來。同時(shí)還可加一定的初壓力，然后開挖巷道、邊坡、大壩等，待開挖完后再進(jìn)行加壓，觀察其巷道、邊坡、大壩的變形或垮落過程，以確定支護(hù)形式或加固措施。
參照圖3所示，它是由四根立柱、兩節(jié)模板a和一節(jié)模板b、水平組合底盤及傳感器條帶組成的本實(shí)用新型立體模擬裝置的實(shí)施例1。
參照圖4所示，它由兩根立柱、一節(jié)兩根模板a和部分底卸式組合底盤組成的一節(jié)平面模擬裝置的實(shí)施例2。
參照圖5、圖6所示，它分別為兩節(jié)和三節(jié)模板a組成的平面模擬裝置的實(shí)施例3、實(shí)施例4。
權(quán)利要求1.一種組合堆體相似材料模擬實(shí)驗(yàn)裝置，加載梁(1)上固定連接有加載油缸(2)，其特征在于還包括兩個(gè)或四個(gè)可沿地基地溝移動(dòng)的立柱(3)，立柱(3)的下部連接有組合底盤(5)，在組合底盤(5)的下面安裝傳感器條帶(6)，與立柱(3)連接在一起的還有模板(a)和模板(b)，加載梁(1)與立柱(3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合堆體相似材料模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于立柱(3)、組合底盤(5)、模板(a、b)由鑄鋼加工而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合堆體相似材料模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于組合底盤(5)的全部或部分底卸式組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的組合堆體相似材料模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于組合底盤(5)呈水平或傾斜安裝在立柱(3)上。
5.根據(jù)要求1所述的組合堆體相似材料模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于用兩根立柱和模板組合成平面模擬實(shí)驗(yàn)裝置，用四根立柱和模板可以組合成立體模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
專利摘要一種用于實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的組合堆體相似材料模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其實(shí)驗(yàn)裝置的加載梁上固定連接加載油缸，地基上構(gòu)筑地溝，裝置的立柱沿地溝移動(dòng)，立柱下部連接水平或傾斜的組合底盤，組合底盤下面安裝傳感器條帶，與立柱連接的還有模板a、b，加載梁與立柱連接，通過立柱的移動(dòng)和模板的接長，可組合平面或立體模擬裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、組合靈活、節(jié)省費(fèi)用，可完成地下工程實(shí)驗(yàn)，也可做邊坡、水壩等工程的模擬研究，是進(jìn)行巖土工程研究必不可少的實(shí)驗(yàn)裝置。
文檔編號G09B9/00GK2195122SQ9421062
公開日1995年4月19日 申請日期1994年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月30日
發(fā)明者柴敬, 石平伍 申請人:西安礦業(yè)學(xué)院