一種模塊式快速安設(shè)和拆挖的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置及其操作方法
【專利摘要】一種模塊式快速安設(shè)和拆挖的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置及其操作方法，實(shí)驗(yàn)裝置包括能夠在基礎(chǔ)底座上組合成為立方體結(jié)構(gòu)的若干個(gè)實(shí)驗(yàn)框架模塊；實(shí)驗(yàn)框架模塊包括安裝在基礎(chǔ)底座上的調(diào)節(jié)底梁，調(diào)節(jié)底梁的兩側(cè)分別豎直安裝有立臂，立臂的頂端之間通過(guò)橫梁連接；立臂之間的不同高度處分別安裝有擋板，擋板隔開(kāi)的模塊空間中密集排列布置有開(kāi)挖層替代裝置，若干個(gè)實(shí)驗(yàn)框架模塊之間通過(guò)安裝在立臂側(cè)面的側(cè)向擋板連接加固；實(shí)驗(yàn)框架模塊內(nèi)部填充有相似模擬實(shí)驗(yàn)材料，開(kāi)挖層替代裝置表面標(biāo)有刻度并且能夠向外拉出，通過(guò)向外拉出開(kāi)挖層替代裝置實(shí)現(xiàn)相似模擬實(shí)驗(yàn)材料的開(kāi)挖。本發(fā)明同時(shí)公開(kāi)了該實(shí)驗(yàn)裝置的操作方法，具有尺寸可調(diào)，安裝、鋪裝、開(kāi)挖和拆除快速的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種模塊式快速安設(shè)和拆挖的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置及其操作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及相似模擬實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，具體涉及一種模塊式快速安設(shè)和拆挖的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置及其操作方法。

【背景技術(shù)】
[0002]相似模擬實(shí)驗(yàn)作為一種重要的研究手段，在礦業(yè)、地質(zhì)、巖土等領(lǐng)域廣泛使用。通過(guò)在模型中開(kāi)挖各類工程，觀測(cè)模型在開(kāi)挖過(guò)程中發(fā)生的一系列現(xiàn)象，以研究工程圍巖的變形、破壞、塌落和滲流等問(wèn)題，從而得出問(wèn)題的本質(zhì)或機(jī)理。
[0003]相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置主要根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，對(duì)研究對(duì)象的形態(tài)及規(guī)律，按照一定的原貝U，將現(xiàn)實(shí)中復(fù)雜的地質(zhì)形態(tài)，以一定的比例反映在模型上，通過(guò)對(duì)研究對(duì)象所發(fā)生的現(xiàn)象和機(jī)理的規(guī)律性進(jìn)行研究，從而達(dá)到認(rèn)識(shí)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)理，解決問(wèn)題的目的。
[0004]相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置按照所需的實(shí)驗(yàn)臺(tái)長(zhǎng)度和寬度分為不同長(zhǎng)度和寬度的架型，一般長(zhǎng)度和寬度按比例配套，以此來(lái)滿足不同研究對(duì)象的需求?，F(xiàn)有傳統(tǒng)的相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)都是一次焊接成型，是一個(gè)整體，或者只能在一定的小范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)長(zhǎng)度和寬度，不能滿足所有架型的實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)存在以下不足:
[0005]第一，單一尺寸的實(shí)驗(yàn)裝置難以滿足多種范圍及對(duì)象的模擬研究，而多臺(tái)不同規(guī)格的實(shí)驗(yàn)裝置組合勢(shì)必會(huì)占用大量場(chǎng)地，造成資源的浪費(fèi)，并且大量鋼材焊接在一起會(huì)使實(shí)驗(yàn)裝置重型化，難以運(yùn)輸且拆卸困難，導(dǎo)致難以隨時(shí)搬移位置，不能方便的調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的光線和場(chǎng)地，同時(shí)組合而成的實(shí)驗(yàn)裝置若部分損壞將導(dǎo)致整個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)廢棄；
[0006]第二，實(shí)驗(yàn)臺(tái)中開(kāi)挖層的鋪設(shè)方法和其他層位一樣，都需要按照力學(xué)性質(zhì)形似的材料制成，依次按照層位進(jìn)行鋪設(shè)，然后再挖出需開(kāi)挖的層位。按照這種方法鋪設(shè)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)開(kāi)挖時(shí)，能夠滿足相關(guān)的試驗(yàn)要求，但實(shí)驗(yàn)臺(tái)開(kāi)挖層開(kāi)挖時(shí)難于有效開(kāi)挖，尺寸不好控制，并耗時(shí)耗力，而且會(huì)造成材料的浪費(fèi)；
[0007]第三，在進(jìn)行煤(巖)柱尺寸留設(shè)等相似模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，傳統(tǒng)的二維模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)不能進(jìn)行有效的模擬，而傳統(tǒng)的三維實(shí)驗(yàn)臺(tái)不能有效實(shí)現(xiàn)煤(巖)柱留設(shè)時(shí)各開(kāi)挖部分的開(kāi)挖控制，不能有效的進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)以及煤(巖)柱破壞情況的觀測(cè)；
[0008]第四，完成相似模型實(shí)驗(yàn)后，對(duì)于已經(jīng)凝固成型的鋪裝層，不易拆除和清理，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的清理工作中造成人員費(fèi)用增大，增加了相似模擬實(shí)驗(yàn)的時(shí)間成本和資金成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)尺寸任意調(diào)節(jié)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)模塊能夠任意組合，從而實(shí)現(xiàn)自由調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷拈L(zhǎng)寬高比例，安裝、鋪裝、開(kāi)挖和拆除過(guò)程快速，能夠滿足多種范圍及對(duì)象模擬研究的實(shí)驗(yàn)要求，提高相似模擬規(guī)范化的模塊式快速安設(shè)和拆挖的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置及其操作方法。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置采用的技術(shù)方案為:包括能夠在基礎(chǔ)底座上組合成為立方體結(jié)構(gòu)的若干個(gè)實(shí)驗(yàn)框架模塊；所述的實(shí)驗(yàn)框架模塊均包括安裝在基礎(chǔ)底座上的調(diào)節(jié)底梁，調(diào)節(jié)底梁的兩側(cè)分別豎直安裝有立臂，且立臂的頂端之間通過(guò)橫梁連接；所述的立臂之間不同高度處分別安裝有擋板，擋板隔開(kāi)的模塊空間中密集排列布置有開(kāi)挖層替代裝置，若干個(gè)實(shí)驗(yàn)框架模塊之間通過(guò)安裝在立臂側(cè)面的側(cè)向擋板連接加固；所述的實(shí)驗(yàn)框架模塊內(nèi)部填充有相似模擬實(shí)驗(yàn)材料，開(kāi)挖層替代裝置表面標(biāo)有刻度并且能夠向外拉出，通過(guò)向外拉出開(kāi)挖層替代裝置實(shí)現(xiàn)相似模擬實(shí)驗(yàn)材料的開(kāi)挖。
[0011]所述的基礎(chǔ)底座兩端通過(guò)緊固件與調(diào)節(jié)底梁連接，調(diào)節(jié)底梁側(cè)面通過(guò)緊固件與立臂底端相連，立臂頂端通過(guò)緊固件與橫梁連接；所述的緊固件位置能夠調(diào)節(jié)，通過(guò)移動(dòng)緊固件實(shí)現(xiàn)相似模擬實(shí)驗(yàn)中架型大小的調(diào)整。
[0012]所述的立臂上開(kāi)設(shè)有用于安裝擋板的第一圓孔，孔間距為100mm，且起始圓孔距立臂的底端50mm。
[0013]所述的立臂上開(kāi)設(shè)有用于安裝側(cè)向擋板的第二圓孔，第二圓孔分別位于立臂高度的1/3和2/3處。
[0014]所述的開(kāi)挖層替代裝置為矩形中空體或者具有對(duì)稱缺口的鑄造實(shí)體，裝置缺口向夕卜，其長(zhǎng)度為立臂寬度的一倍或多倍，寬度與基礎(chǔ)底座和調(diào)節(jié)底梁安裝孔的孔距相同，高度為50mm,并且兩端各有1mm的內(nèi)沿。
[0015]本發(fā)明模擬實(shí)驗(yàn)裝置的操作方法采用的技術(shù)方案包括以下步驟:
[0016]I)根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求，按照所需尺寸鋪裝實(shí)驗(yàn)臺(tái):
[0017]首先在基礎(chǔ)底座的前后兩邊逐層連接擋板，然后鋪設(shè)相似模擬實(shí)驗(yàn)材料，相配合的使擋板逐層加聞;
[0018]2)當(dāng)相似模擬實(shí)驗(yàn)材料鋪裝到設(shè)計(jì)開(kāi)挖層時(shí)，將具有缺口的開(kāi)挖層替代裝置按照基礎(chǔ)底座的長(zhǎng)寬方向密集放置在開(kāi)挖層位，直至鋪滿該層位，使開(kāi)挖層替代裝置的缺口部分向外；
[0019]3)在鋪裝完的開(kāi)挖層替代裝置上方連接擋板并繼續(xù)鋪設(shè)相似模擬實(shí)驗(yàn)材料，其他層位依次鋪裝，直至實(shí)驗(yàn)臺(tái)鋪裝完成；
[0020]4)待實(shí)驗(yàn)臺(tái)滿足開(kāi)挖條件進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的開(kāi)挖尺寸，依照開(kāi)挖層替代裝置上刻度，向外拉出所需尺寸，即能夠完成一次開(kāi)挖，依次重復(fù)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)挖層開(kāi)挖；
[0021]5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，首先按照開(kāi)挖方法依次取出剩余開(kāi)挖層替代裝置，將開(kāi)挖層替代裝置清潔后備用，然后依次由上到下逐層拆除實(shí)驗(yàn)臺(tái)。
[0022]所述的步驟4)中開(kāi)挖層替代裝置通過(guò)配套的卡具卡住其缺口的端部向外拉出。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置具有如下有益效果:
[0024](I)該相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，使用方便，容易更換受損部分，減少實(shí)驗(yàn)投資成本，并能夠節(jié)約資源；
[0025](2)開(kāi)挖層替代裝置能夠?qū)崿F(xiàn)相似模擬實(shí)驗(yàn)中開(kāi)挖層的快捷鋪裝、開(kāi)挖和拆除，并且該裝置能夠循環(huán)利用，節(jié)省了相似模擬試驗(yàn)中的材料耗費(fèi)；
[0026](3)開(kāi)挖層替代裝置能夠?qū)崿F(xiàn)開(kāi)挖層的順序開(kāi)挖，開(kāi)挖層替代裝置表面標(biāo)有刻度，避免開(kāi)挖時(shí)開(kāi)挖尺寸難以控制，用力不當(dāng)破壞相關(guān)鄰近層位，使相似模擬更加規(guī)范化；
[0027](4)模塊化分體式設(shè)計(jì)，便于實(shí)驗(yàn)架的拆卸和安裝，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)室空間，也便于針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)而自由調(diào)節(jié)，節(jié)省了相似模擬實(shí)驗(yàn)鋪裝和開(kāi)挖時(shí)間，也方便實(shí)驗(yàn)做完后實(shí)驗(yàn)臺(tái)的拆除和清理，有效提高了實(shí)驗(yàn)中的工作效率，節(jié)約了工作時(shí)間；
[0028](5)對(duì)于煤(巖)柱留設(shè)相關(guān)模擬實(shí)驗(yàn)，有效實(shí)現(xiàn)了煤(巖)柱留設(shè)時(shí)各開(kāi)挖部分的開(kāi)挖控制，能夠有效的進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)以及煤(巖)柱破壞情況的觀測(cè)；
[0029]進(jìn)一步的，本發(fā)明開(kāi)挖層替代裝置采用堅(jiān)固材料鑄造而成，裝置內(nèi)部為中空或者具有對(duì)稱缺口的實(shí)體，該結(jié)構(gòu)最主要的特點(diǎn)是鑄成的模塊堅(jiān)固，無(wú)初始應(yīng)變能，從不同深度代替裝載的模擬開(kāi)挖巖層，開(kāi)挖后不會(huì)對(duì)其他層位的變形等造成影響，用本裝置模擬開(kāi)挖現(xiàn)場(chǎng)更加符合實(shí)際情況。此外，開(kāi)挖層替代裝置兩端具有內(nèi)沿，在開(kāi)挖過(guò)程中方便使用其他工具勾住或者卡住，使得向外拉出時(shí)更加容易。
[0030]本發(fā)明模擬實(shí)驗(yàn)裝置的操作方法具有如下有益效果:首先根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求組裝好所需尺寸的相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，然后待實(shí)驗(yàn)臺(tái)滿足開(kāi)挖條件進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，通過(guò)向外拉出開(kāi)挖層替代裝置實(shí)現(xiàn)相似模擬實(shí)驗(yàn)材料的開(kāi)挖，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)取出剩余開(kāi)挖層替代裝置，然后依次由上到下逐層拆除實(shí)驗(yàn)臺(tái)。本發(fā)明的操作方法簡(jiǎn)單快捷，有效提高了實(shí)驗(yàn)中的工作效率，節(jié)約了工作時(shí)間。
[0031]進(jìn)一步的，本發(fā)明開(kāi)挖層替代裝置缺口向外，通過(guò)配套的卡具卡住缺口的端部向外拉出，開(kāi)挖過(guò)程更加有效可靠。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1為本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置整體主視圖；
[0033]圖2為本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置整體側(cè)視圖；
[0034]圖3為本發(fā)明相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置整體俯視圖；
[0035]圖4為本發(fā)明單個(gè)模塊的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置主視圖；
[0036]圖5為本發(fā)明單個(gè)模塊的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置側(cè)視圖；
[0037]圖6為本發(fā)明單個(gè)模塊的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置俯視圖；
[0038]圖7為本發(fā)明單個(gè)開(kāi)挖層替代裝置三維立體圖；
[0039]附圖中:1_基礎(chǔ)底座，2-調(diào)節(jié)底梁，3-立臂，4-擋板，5-橫梁，6-開(kāi)挖層替代裝置；7-側(cè)向擋板。

【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0041]參見(jiàn)圖1-7，本發(fā)明的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置包含若干個(gè)實(shí)驗(yàn)框架模塊組成的立方體模塊，每個(gè)實(shí)驗(yàn)框架模塊的基礎(chǔ)底座I兩端通過(guò)緊固件與調(diào)節(jié)底梁2底端連接，調(diào)節(jié)底梁2側(cè)面通過(guò)緊固件與立臂3底端相連，立臂3頂端通過(guò)緊固件與橫梁5連接。立臂3的1/3和2/3處分別通過(guò)緊固件與側(cè)向擋板7連接，橫梁5通過(guò)緊固件安裝在立臂3頂端，調(diào)節(jié)底梁2可以在基礎(chǔ)底座I上通過(guò)緊固件的位置調(diào)節(jié)移動(dòng)，對(duì)應(yīng)的立臂3和橫梁5的連接也可以通過(guò)緊固件的位置進(jìn)行移動(dòng)。立臂3前后兩端之間安裝擋板4。通過(guò)以上安裝完成一個(gè)基本實(shí)驗(yàn)框架模塊的組裝，通過(guò)緊固件將若干個(gè)實(shí)驗(yàn)框架模塊相連，構(gòu)成不同尺寸的三維實(shí)驗(yàn)臺(tái)。
[0042]本發(fā)明基礎(chǔ)底座I的長(zhǎng)度為3m，調(diào)節(jié)底梁2通過(guò)緊固件位置的調(diào)節(jié)移動(dòng)可實(shí)現(xiàn)最小1.2m架型和最大5m架型的相似模擬實(shí)驗(yàn)研究?；A(chǔ)底座I和調(diào)節(jié)底梁2的長(zhǎng)度可以任意改變，基礎(chǔ)底座I和調(diào)節(jié)底梁2上開(kāi)有若干個(gè)用于連接緊固件的孔，開(kāi)孔位置也可以根據(jù)基礎(chǔ)底座I和調(diào)節(jié)底梁2的長(zhǎng)度進(jìn)行改變，保持中間未開(kāi)孔距離是孔距的整數(shù)倍，基礎(chǔ)底座I和調(diào)節(jié)底梁2通過(guò)緊固件的連接位置的改變確定實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ湍K的長(zhǎng)度。
[0043]本發(fā)明立臂3寬度設(shè)計(jì)為150mm，兩邊兩側(cè)各垂直開(kāi)有一列第一圓孔，孔間距沿垂直方向?yàn)?00mm，沿直線垂直布置，起始圓孔垂直方向距立臂3底端50mm。兩邊通過(guò)緊固件連接擋板4,通過(guò)調(diào)節(jié)前后擋板4固定在立臂3上的數(shù)量,可以實(shí)現(xiàn)最小150mm寬度和自由高度的的二維相似模擬實(shí)驗(yàn)架型的實(shí)驗(yàn)裝置。立臂3小孔位置之間通過(guò)緊固件連接若干個(gè)模塊，最前邊和最后邊兩邊通過(guò)緊固件連接擋板4，通過(guò)調(diào)節(jié)前后兩邊擋板4固定在立臂3上的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)150mm以上寬度和任意高度的三維模擬實(shí)驗(yàn)架型的實(shí)驗(yàn)裝置。立臂3的1/3和2/3處分別開(kāi)有第二圓孔，通過(guò)緊固件連接側(cè)向擋板7，起到加固實(shí)驗(yàn)臺(tái)的作用。
[0044]本發(fā)明開(kāi)挖層替代裝置6模塊為矩形中空體或者具有對(duì)稱缺口的鑄造實(shí)體，長(zhǎng)度為不同尺寸，為立臂3寬度的一倍或多倍，寬度與基礎(chǔ)底座I和調(diào)節(jié)底梁2孔距相同，高度為50mm，兩端各有1mm的內(nèi)沿。在開(kāi)挖層替代裝置6表面處標(biāo)有刻度，便于開(kāi)挖時(shí)尺寸確定。開(kāi)挖層替代裝置6采用堅(jiān)固材料鑄造而成，最主要特點(diǎn)是鑄成的模塊堅(jiān)固無(wú)初始應(yīng)變能，從不同深度代替裝載的模擬開(kāi)挖巖層，開(kāi)挖后不對(duì)其他層位的變形等造成影響，用這種方法模擬開(kāi)挖現(xiàn)場(chǎng)比較符合。
[0045]本發(fā)明模擬實(shí)驗(yàn)裝置的操作方法包括以下步驟:
[0046](I)根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求，按照步驟2?4所述方法組裝好所需尺寸的相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)；
[0047](2)鋪裝實(shí)驗(yàn)臺(tái)，先在實(shí)驗(yàn)臺(tái)前后兩邊逐層連接擋板4，之后進(jìn)行相似模擬實(shí)驗(yàn)材料的鋪設(shè)，擋板4逐層加高；
[0048](3)當(dāng)鋪裝到設(shè)計(jì)開(kāi)挖層時(shí)，使用開(kāi)挖層可替代裝置6，將開(kāi)挖層可替代裝置6按照實(shí)驗(yàn)臺(tái)的長(zhǎng)寬方向密集放置在開(kāi)挖層位，直至鋪滿該層位，裝置缺口部分向外；
[0049](4)在鋪裝完的開(kāi)挖層可替代裝置6上方連接擋板4并繼續(xù)鋪設(shè)模擬實(shí)驗(yàn)材料，其他層位按照方法(3)鋪設(shè)，直至實(shí)驗(yàn)臺(tái)鋪裝完成；
[0050](5)待實(shí)驗(yàn)臺(tái)滿足開(kāi)挖條件進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，從設(shè)計(jì)要開(kāi)挖的位置進(jìn)行開(kāi)挖，用配套實(shí)驗(yàn)工具卡住開(kāi)挖層可替代裝置6端部缺口，按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的開(kāi)挖尺寸，依照裝置上刻度，向外拉出所需尺寸，即可完成一次開(kāi)挖，依次重復(fù)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)挖層開(kāi)挖；
[0051](6)完成模擬實(shí)驗(yàn)要拆除實(shí)驗(yàn)臺(tái)時(shí)，先按照開(kāi)挖方法依次取出剩余開(kāi)挖層可替代裝置6，清潔后留下次使用，之后依次由上到下逐層拆除實(shí)驗(yàn)臺(tái)；
[0052]應(yīng)該說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明設(shè)計(jì)的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明設(shè)計(jì)的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明設(shè)計(jì)的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種模塊式快速安設(shè)和拆挖的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括能夠在基礎(chǔ)底座(I)上組合成為立方體結(jié)構(gòu)的若干個(gè)實(shí)驗(yàn)框架模塊；所述的實(shí)驗(yàn)框架模塊均包括安裝在基礎(chǔ)底座(I)上的調(diào)節(jié)底梁(2)，調(diào)節(jié)底梁(2)的兩側(cè)分別豎直安裝有立臂(3)，且立臂(3)的頂端之間通過(guò)橫梁(5)連接；所述的立臂(3)之間不同高度處分別安裝有擋板(4)，擋板(4)隔開(kāi)的模塊空間中密集排列布置有開(kāi)挖層替代裝置(6)，若干個(gè)實(shí)驗(yàn)框架模塊之間通過(guò)安裝在立臂(3)側(cè)面的側(cè)向擋板(7)連接加固；所述的實(shí)驗(yàn)框架模塊內(nèi)部填充有相似模擬實(shí)驗(yàn)材料，開(kāi)挖層替代裝置(6)表面標(biāo)有刻度并且能夠向外拉出，通過(guò)向外拉出開(kāi)挖層替代裝置(6)實(shí)現(xiàn)相似模擬實(shí)驗(yàn)材料的開(kāi)挖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式快速安設(shè)和拆挖的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的基礎(chǔ)底座(I)兩端通過(guò)緊固件與調(diào)節(jié)底梁(2)連接，調(diào)節(jié)底梁(2)側(cè)面通過(guò)緊固件與立臂(3)底端相連，立臂(3)頂端通過(guò)緊固件與橫梁(5)連接；所述的緊固件位置能夠調(diào)節(jié)，通過(guò)移動(dòng)緊固件實(shí)現(xiàn)相似模擬實(shí)驗(yàn)中架型大小的調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式快速安設(shè)和拆挖的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的立臂⑶上開(kāi)設(shè)有用于安裝擋板⑷的第一圓孔，孔間距為100mm，且起始圓孔距立臂⑶的底端50mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式快速安設(shè)和拆挖的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的立臂(3)上開(kāi)設(shè)有用于安裝側(cè)向擋板(7)的第二圓孔，第二圓孔分別位于立臂(3)高度的1/3和2/3處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式快速安設(shè)和拆挖的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的開(kāi)挖層替代裝置(6)為矩形中空體或者具有對(duì)稱缺口的鑄造實(shí)體，裝置缺口向外，其長(zhǎng)度為立臂(3)寬度的一倍或多倍，寬度與基礎(chǔ)底座(I)和調(diào)節(jié)底梁(2)安裝孔的孔距相同，高度為50mm,并且兩端各有1mm的內(nèi)沿。
6.一種模塊式快速安設(shè)和拆挖的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置操作方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求，按照所需尺寸鋪裝實(shí)驗(yàn)臺(tái): 首先在基礎(chǔ)底座(I)的前后兩邊逐層連接擋板(4)，然后鋪設(shè)相似模擬實(shí)驗(yàn)材料，相配合的使擋板(4)逐層加高； 2)當(dāng)相似模擬實(shí)驗(yàn)材料鋪裝到設(shè)計(jì)開(kāi)挖層時(shí)，將具有缺口的開(kāi)挖層替代裝置(6)按照基礎(chǔ)底座(I)的長(zhǎng)寬方向密集放置在開(kāi)挖層位，直至鋪滿該層位，使開(kāi)挖層替代裝置(6)的缺口部分向外； 3)在鋪裝完的開(kāi)挖層替代裝置(6)上方連接擋板(4)并繼續(xù)鋪設(shè)相似模擬實(shí)驗(yàn)材料，其他層位依次鋪裝，直至實(shí)驗(yàn)臺(tái)鋪裝完成； 4)待實(shí)驗(yàn)臺(tái)滿足開(kāi)挖條件進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的開(kāi)挖尺寸，依照開(kāi)挖層替代裝置(6)上刻度，向外拉出所需尺寸，即能夠完成一次開(kāi)挖，依次重復(fù)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)挖層開(kāi)挖； 5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，首先按照開(kāi)挖方法依次取出剩余開(kāi)挖層替代裝置(6)，將開(kāi)挖層替代裝置(6)清潔后備用，然后依次由上到下逐層拆除實(shí)驗(yàn)臺(tái)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模塊式快速安設(shè)和拆挖的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置操作方法，其特征在于:所述的步驟4)中開(kāi)挖層替代裝置(6)通過(guò)配套的卡具卡住其缺口的端部向外拉出。
【文檔編號(hào)】G01V9/00GK104375200SQ201410641708
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】王威欽, 李亮, 王小軍, 徐文全 申請(qǐng)人:陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責(zé)任公司