本實(shí)用新型屬于振動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中的夾具/模具領(lǐng)域，適用于受動(dòng)靜組合加載條件下方型煤巖體試件的固定與邊界條件的施加。

背景技術(shù)：

煤巖動(dòng)力災(zāi)害的發(fā)生往往經(jīng)歷了載荷轉(zhuǎn)移集中(孕育條件)和動(dòng)力擾動(dòng)作用(激發(fā)因素)兩個(gè)階段。其中，與激發(fā)階段中動(dòng)力載荷的密集作用不同，孕育階段的載荷和應(yīng)力轉(zhuǎn)移相對(duì)緩慢，可近似看成是靜載或準(zhǔn)靜載作用的結(jié)果。試驗(yàn)研究是機(jī)理分析和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的重要基礎(chǔ)與關(guān)鍵手段，利用制備的原煤(巖)或型煤(巖)試件來(lái)模擬采場(chǎng)中的煤巖體，利用千斤頂靜載加壓的方式模擬載荷轉(zhuǎn)移和應(yīng)力集中，利用激振器施加的激振力模擬動(dòng)力擾動(dòng)，同時(shí)輔以各種裂紋監(jiān)測(cè)和信號(hào)采集傳感器，可有效地分析采掘作業(yè)時(shí)煤巖體在動(dòng)靜組合加載條件下的裂隙演化規(guī)律與聲電信號(hào)特征，并為煤巖動(dòng)力災(zāi)害的發(fā)生、預(yù)警與防范提供技術(shù)支撐。當(dāng)前針對(duì)煤巖動(dòng)靜組合的試驗(yàn)多利用圍壓靜載和沖擊動(dòng)載相結(jié)合的霍普金森壓桿(SHPB)來(lái)展開(kāi)，其試驗(yàn)方法、目的和裝置與本方案截然不同。因此需要提供一種靜壓加載與振動(dòng)加載相結(jié)合，并克服傳統(tǒng)受載煤體振動(dòng)破壞時(shí)試件或激振器移動(dòng)、激振載荷不一致，以及靜載難以全面模擬采場(chǎng)應(yīng)力分布等困難的煤巖試件夾具。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型主體框架自下而上分為三層，分別為底板(1)、中隔板(3)和頂板(4)，同時(shí)包含后擋板(2)、豎立桿(5)、橫擋板(6)、支撐立柱(7)、立桿夾板(8)、及孔洞、螺釘、螺母等配套設(shè)施。本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：橫擋板(6)的下部和后擋板(2)通過(guò)沉頭螺釘與底板(1)相配合，橫擋板(6)的上部也利用沉頭螺釘與中隔板(3)相配合；含有外螺紋的支撐立柱(7)通過(guò)螺母與中隔板(3)和頂板(4)相配合；中隔板(3)和頂板(4)每隔相同距離開(kāi)一對(duì)透孔，方便孔內(nèi)插入豎立桿(5)，使其完全透過(guò)兩板，下部接觸與底板(1)之上，上部略高于頂板(4)；一對(duì)豎立桿(5)與一組立桿夾板(8)相配合，其作用為防止受測(cè)試件在振動(dòng)過(guò)程中發(fā)生后移；底板(1)前端布置4個(gè)M12的螺紋孔洞，方便激振器(10)通過(guò)激振器底座(9)固定在底板(1)上，可以防止激振器移動(dòng)；煤巖試件(11)前端面通過(guò)等面積不銹鋼板與激振頭接觸，后端面與立桿夾板(8)接觸，使得激振波轉(zhuǎn)化為平面波，避免試件點(diǎn)加載時(shí)的局部破壞；下端面與中隔板(3)接觸，上端面上方放置等面積的不銹鋼板，然后加載千斤頂(12)，使得千斤頂(12)的靜載以均布載荷的方式傳遞給煤巖體，其中千斤頂(12)的液壓由壓力表讀出，在固定實(shí)驗(yàn)煤巖體的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了上覆巖層應(yīng)力的準(zhǔn)確模擬。

本實(shí)用新型為一種動(dòng)靜組合加載條件下的煤巖試件夾具，可適用于受靜載煤巖體振動(dòng)破壞的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。該套夾具克服了傳統(tǒng)受載煤體振動(dòng)破壞時(shí)試件或激振器移動(dòng)、激振載荷不一致、靜載未能全面模擬采場(chǎng)應(yīng)力分布的弊端，使用方法簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型動(dòng)靜組合加載煤巖夾具尚未放置試件時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型動(dòng)靜組合加載條件下的煤巖夾具放置試件時(shí)的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本實(shí)用新型底板示意圖；

圖4為本實(shí)用新型中隔板示意圖；

圖5為本實(shí)用新型頂板示意圖；

圖6為本實(shí)用新型前后擋板示意圖；

圖7為本實(shí)用新型支撐立柱示意圖；

圖8為本實(shí)用新型豎立桿示意圖；

圖9為本實(shí)用新型立桿夾板示意圖；

圖10為本實(shí)用新型橫擋板示意圖。

圖中：1-底板，2-后擋板，3-中隔板，4-頂板，5-豎立桿，6-橫擋板，7-支撐立柱，8-立桿夾板，9-底座，10-激振器，11-試樣，12-千斤頂。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述：

本實(shí)用新型主體框架自下而上分為三層，分別為底板(1)、中隔板(3)和頂板(4)，同時(shí)包含后擋板(2)、豎立桿(5)、橫擋板(6)、支撐立柱(7)、立桿夾板(8)、及孔洞、螺釘、螺母等配套設(shè)施。底板(1)前端布置有4個(gè)M12的螺紋孔洞，中后兩端均布置有6個(gè)M8的平頭螺釘透孔；激振器(10)通過(guò)激振器底座(9)與4個(gè)M12的螺紋孔洞配合固定在底板(1)上，用于防止激振器(10)工作時(shí)與底板(1)產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)。后擋板(2)和橫擋板(6)用于連接底板(1)與中隔板(3)，同時(shí)使得中隔板(3)的高度與激振器針頭高度相一致，其中后擋板(2)和橫擋板(6)的下部通過(guò)底板(1)的6個(gè)M8的平頭螺釘透孔配合固定于底板(1)，后擋板(2)和橫擋板(6)的上部利用螺紋與中隔板(3)相配合固定于中隔板(3)。中隔板(3)和頂板(4)在相同的位置處各布置有6個(gè)φ20的通孔和18個(gè)φ8.5的通孔；將帶有外螺紋的支撐立柱(7)分別相對(duì)應(yīng)地穿過(guò)中隔板(3)和頂板(4)的6個(gè)φ20通孔，使用螺母緊固后，將中隔板(3)與頂板(4)構(gòu)成一體；豎立桿(5)通過(guò)φ8.5的通孔，其下部接觸于底板(1)之上，然后將立桿夾板(8)固定于豎立桿(5)之上，用于防止受測(cè)試件在激振過(guò)程中發(fā)生后移。

裝置組合完成后，將制備的煤巖體試件(11)置于中隔板(3)之上，將激振器針頭恰好接觸試件前方不銹鋼板，并調(diào)整豎立桿(5)的位置，使得試件(11)后端面與立桿夾板(8)接觸，若試件(11)尺寸難以與立桿夾板(8)直接接觸時(shí)，需在試件(11)后部增設(shè)補(bǔ)償鋼板。然后將千斤頂(12)置于試件(11)頂面，其中千斤頂(12)與試件(11)之間放置一片不銹鋼板，使得垂直應(yīng)力均勻分布，千斤頂(12)上端與頂板(4)接觸，通過(guò)調(diào)節(jié)壓力表給千斤頂(12)施加不同的壓力，模擬不同的應(yīng)力區(qū)域。將傳感器布置于試件(11)的設(shè)定位置，開(kāi)啟激振器即可開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。

本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)是將原煤(巖)或型煤(巖)試件置于夾具之中，配合鋼板、孔洞、螺釘和螺母實(shí)現(xiàn)了激振器、千斤頂與煤巖試件的固定，完整地模擬了采場(chǎng)前方的應(yīng)力場(chǎng)分布，同時(shí)使試驗(yàn)中激振力保持一致，從而使靜載載荷和動(dòng)載載荷分別以均布載荷和平面波的形式作用于煤巖體，避免了試件的局部破壞，保證了擾動(dòng)波的無(wú)阻礙傳播，并使其在立桿夾板處由于聲學(xué)阻抗差異而發(fā)生反射，以驗(yàn)證深部煤巖體或地質(zhì)構(gòu)造帶對(duì)煤巖動(dòng)力災(zāi)害的影響，使用方法簡(jiǎn)單，操作方便，實(shí)用性強(qiáng)。