專利名稱：一種用于模擬采動(dòng)煤層底板突水試驗(yàn)的側(cè)板結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于模擬試驗(yàn)的部件，尤其涉及一種用于模擬采動(dòng)煤層底板突水試驗(yàn)的側(cè)板結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在石油礦山開采、水利水電、煤礦生產(chǎn)、交通邊坡等工程中，地下水對(duì)巖體工程的穩(wěn)定性有著重要影響。一方面地下水可改變巖體的應(yīng)力和變形，另一方面巖體結(jié)構(gòu)面的幾何特征及其物理力學(xué)性質(zhì)對(duì)地下水滲流起決定性作用。巖體中節(jié)理裂隙的滲透和變形模量都遠(yuǎn)大于巖石基層，因此，巖體中各類結(jié)構(gòu)面與地下水的相互作用往往直接決定著工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全?，F(xiàn)有技術(shù)中對(duì)煤層底板突水問題非常復(fù)雜性，含水構(gòu)造巖體系統(tǒng)所處水文地質(zhì)隨機(jī)性大，尤其是深井開采誘發(fā)因素較多，僅僅依靠理論研究、數(shù)值模擬難以進(jìn)行驗(yàn)證分析， 無法為底板突水過程提供較為全面的認(rèn)識(shí)和分析。因此，一般通過實(shí)物模擬試驗(yàn)進(jìn)行分析， 在實(shí)物模擬的過程中一般采用箱體或試驗(yàn)架的方式對(duì)試樣進(jìn)行加壓，但目前模擬試驗(yàn)中的側(cè)板均為一塊鋼板，其剛性較好，但其對(duì)試樣加載應(yīng)力不均勻，影響模擬試驗(yàn)的效果?，F(xiàn)有技術(shù)中的試驗(yàn)臺(tái)或試驗(yàn)系統(tǒng)中，其結(jié)構(gòu)方式一般采用上部縱向加壓與兩側(cè)橫向加壓相配合的形式，均采用鋼板作為加載板體，不管采用上加載板體位于兩側(cè)加載板體上方的結(jié)構(gòu)方式，還是采用上加載板體位于兩側(cè)加載板體中間的結(jié)構(gòu)方式，都不能有效的將加載應(yīng)力傳遞到試樣上，影響模擬實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性。由此可見，現(xiàn)有技術(shù)有待于更進(jìn)一步的改進(jìn)和發(fā)展。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷提供一種用于模擬采動(dòng)煤層底板突水試驗(yàn)的側(cè)板結(jié)構(gòu)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型方案包括—種用于模擬采動(dòng)煤層底板突水試驗(yàn)的側(cè)板結(jié)構(gòu)，其包括側(cè)板，其中，該側(cè)板內(nèi)設(shè)置有腔體，側(cè)板的上邊開設(shè)有條形開口，該條形開口與腔體相連通，腔體內(nèi)排列有能滑動(dòng)的剛性塊與彈性塊，剛性塊與彈性塊交錯(cuò)排列，該條形開口處始終為一剛性塊，該剛性塊露出條形開口。所述的側(cè)板結(jié)構(gòu)，其中，上述剛性塊為條形鋼塊，彈性塊為條形橡膠塊。所述的側(cè)板結(jié)構(gòu)，其中，上述剛性塊的截面為方形，彈性塊的截面為橢圓形或圓形。所述的側(cè)板結(jié)構(gòu)，其中，上述側(cè)板的一個(gè)面上設(shè)置有橫向布置的加載機(jī)構(gòu)。所述的側(cè)板結(jié)構(gòu)，其中，上述加載機(jī)構(gòu)為液壓加載器或千斤頂。所述的側(cè)板結(jié)構(gòu)，其中，上述側(cè)板由鋼材制成。本實(shí)用新型提供了一種用于模擬采動(dòng)煤層底板突水試驗(yàn)的側(cè)板結(jié)構(gòu)，采用在側(cè)板內(nèi)設(shè)置交錯(cuò)排列的剛性塊與彈性塊的結(jié)構(gòu)方式，并且在條形開口處始終設(shè)有剛性塊，采用上加載板體位于兩側(cè)加載板體上方的結(jié)構(gòu)方式時(shí)，上加載板體擠壓剛性快，進(jìn)而使剛性塊擠壓彈性塊，使縱向加載有效的傳遞到試樣上，側(cè)板施加壓力時(shí)，剛性塊可以沿上加載板體適量位移，使橫向加載有效的傳遞到試樣上，將各項(xiàng)加載應(yīng)力有效的傳遞到試樣上，進(jìn)而提高了模擬試驗(yàn)的真實(shí)性，提高了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

圖1是模擬采動(dòng)煤層底板突水試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖；圖2是本實(shí)用新型中側(cè)板的結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供了一種用于模擬采動(dòng)煤層底板突水試驗(yàn)的側(cè)板結(jié)構(gòu)，為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案以及優(yōu)點(diǎn)更清楚、明確，以下將結(jié)合附圖與實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。本實(shí)用新型提供了一種用于模擬采動(dòng)煤層底板突水試驗(yàn)的側(cè)板結(jié)構(gòu)，為了方便描述僅以采用上加載板體位于兩側(cè)加載板體上方結(jié)構(gòu)方式的試驗(yàn)系統(tǒng)為例進(jìn)行描述，如圖1 所示的，其包括試驗(yàn)架1，試驗(yàn)架1可以采用現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何技術(shù)形式。該試驗(yàn)架1 頂部設(shè)置有縱向加載機(jī)構(gòu)2，該縱向加載機(jī)構(gòu)2上設(shè)置有水平布置的加載板3，縱向加載機(jī)構(gòu)2可以采用兩個(gè)獨(dú)立的千斤頂，可以同時(shí)向加載板3施加相同的縱向應(yīng)力，也可以施加不同的縱向應(yīng)力進(jìn)行剪切力測試。該試驗(yàn)架1的左右兩側(cè)分別設(shè)置有橫向的加載機(jī)構(gòu)4，兩側(cè)的橫向的加載機(jī)構(gòu)4相向布置，橫向的加載機(jī)構(gòu)4上設(shè)置有一豎直布置的側(cè)板5，加載板 3壓在側(cè)板5的上邊，該試驗(yàn)架1的前后兩側(cè)分別設(shè)置有由高強(qiáng)度透明材料制成的面板，加載板3、兩個(gè)側(cè)板5、兩個(gè)面板與試驗(yàn)架1的底部形成一用于放置試樣的容納空間6，試驗(yàn)架 1的底部下方設(shè)置有一水槽7，該水槽7可以采用現(xiàn)有技術(shù)中已知的技術(shù)形式，該水槽7與高壓水缸8相連通，為水槽7提供恒定壓力的高壓水。通過上述可知，在模擬試驗(yàn)過程中需要加載板3與側(cè)板5的配合才能為試樣提供滿足需求的應(yīng)力，才能完成模擬試驗(yàn)，如圖2所示的，側(cè)板5內(nèi)設(shè)置有腔體，側(cè)板5的上邊開設(shè)有條形開口，該條形開口與腔體相連通，腔體內(nèi)排列有能滑動(dòng)的剛性塊15與彈性塊11， 剛性塊15與彈性塊11交錯(cuò)排列，該條形開口處始終為一剛性塊15，該剛性塊露出條形開口，該條形開口處的剛性塊15頂在加載板3上，當(dāng)向試樣施加縱向應(yīng)力時(shí)，剛性塊15擠壓彈性塊11，使加載板3施加的縱向應(yīng)力更均勻，使應(yīng)力更有效的在試樣內(nèi)傳遞；當(dāng)相向試樣施加橫向應(yīng)力時(shí)，該條形開口處的剛性塊15可以沿加載板3橫向位移，使剪切力更真實(shí)。并且可以在條形開口處更換不同高度的的剛性塊15，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了調(diào)整條形口處剛性快15的高度，實(shí)現(xiàn)了調(diào)整容納空間6容積大小的目的，可以將試樣的頂板12與煤層13設(shè)置在剛性塊15的上方、加載板3的下方，進(jìn)而使頂板12與煤層13只受到縱向載荷，而底板14設(shè)置在兩個(gè)側(cè)板5之間，受到縱向載荷與橫向載荷；也可以將整個(gè)試樣放置在容納空間6內(nèi)，使試樣各個(gè)部分都受到縱向載荷與橫向載荷，也就是說使頂板12、煤層13與底板14均受到縱向載荷與橫向載荷。增加了試驗(yàn)方式與試驗(yàn)手段，使試樣受力模式更真實(shí)，提高了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性與真實(shí)性。而剛性塊15 —般采用條形鋼塊，彈性塊11為條形橡膠塊，其截面為橢圓形，更進(jìn)一步的提高了側(cè)板5的柔性加壓性能，面板一般采用鋼化玻璃面板，可以適量觀察高壓水在試樣中運(yùn)行的規(guī)律，方便了用戶研究底板突水的規(guī)律。為了更進(jìn)一步提高本實(shí)用新型的性能，上述剛性塊15為條形鋼塊，彈性塊11為條形橡膠塊，提高了應(yīng)力的傳遞。并且剛性塊15的截面為方形，彈性塊11的截面為橢圓形或圓形，方便了在側(cè)板5的腔體內(nèi)排列。如圖1所示的，側(cè)板5的一個(gè)面上設(shè)置有橫向布置的加載機(jī)構(gòu)4，顯然的加載機(jī)構(gòu)4可以采用液壓加載器或千斤頂，方便用戶操作。側(cè)板5也一般由鋼材制成，在保證其強(qiáng)度的前提下，降低了制造成本。當(dāng)然，上述說明并非是對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也并不僅限于上述舉例， 本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種用于模擬采動(dòng)煤層底板突水試驗(yàn)的側(cè)板結(jié)構(gòu)，其包括側(cè)板，其特征在于該側(cè)板內(nèi)設(shè)置有腔體，側(cè)板的上邊開設(shè)有條形開口，該條形開口與腔體相連通，腔體內(nèi)排列有能滑動(dòng)的剛性塊與彈性塊，剛性塊與彈性塊交錯(cuò)排列，該條形開口處始終為一剛性塊，該剛性塊露出條形開口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的側(cè)板結(jié)構(gòu)，其特征在于上述剛性塊為條形鋼塊，彈性塊為條形橡膠塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的側(cè)板結(jié)構(gòu)，其特征在于上述剛性塊的截面為方形，彈性塊的截面為橢圓形或圓形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的側(cè)板結(jié)構(gòu)，其特征在于上述側(cè)板的一個(gè)面上設(shè)置有橫向布置的加載機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的側(cè)板結(jié)構(gòu)，其特征在于上述加載機(jī)構(gòu)為液壓加載器或千斤頂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的側(cè)板結(jié)構(gòu)，其特征在于上述側(cè)板由鋼材制成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于模擬采動(dòng)煤層底板突水試驗(yàn)的側(cè)板結(jié)構(gòu)，其包括側(cè)板，并且該側(cè)板內(nèi)設(shè)置有腔體，側(cè)板的上邊開設(shè)有條形開口，該條形開口與腔體相連通，腔體內(nèi)排列有能滑動(dòng)的剛性塊與彈性塊，剛性塊與彈性塊交錯(cuò)排列，該條形開口處始終為一剛性塊，該剛性塊露出條形開口。本實(shí)用新型采用在側(cè)板內(nèi)設(shè)置交錯(cuò)排列的剛性塊與彈性塊的結(jié)構(gòu)方式，并且在條形開口處始終設(shè)有剛性塊，采用上加載板體位于兩側(cè)加載板體上方的結(jié)構(gòu)方式時(shí)，上加載板體擠壓剛性快，進(jìn)而使剛性塊擠壓彈性塊，使縱向加載有效的傳遞到試樣上，將各項(xiàng)加載應(yīng)力有效的傳遞到試樣上，進(jìn)而提高了模擬試驗(yàn)的真實(shí)性。
文檔編號(hào)G01V9/00GK202217071SQ20112033549
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者劉進(jìn)曉, 孫文斌, 尹立明, 郭惟嘉 申請(qǐng)人:山東科技大學(xué)