可調(diào)傾角的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種可調(diào)傾角的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于地下工程環(huán)境的復(fù)雜性及難于現(xiàn)場研究的制約，相似模擬實(shí)驗(yàn)成為了實(shí)現(xiàn)此類巖土、地質(zhì)及礦山等復(fù)雜工程環(huán)境再現(xiàn)的一種重要科學(xué)研究手段;基于相似模擬理論和不同的研究目的，通過對巖層、硐室、壩體、邊坡及巷道等研究內(nèi)容的相似模擬實(shí)驗(yàn)，可以得出相關(guān)的技術(shù)參數(shù)，為實(shí)際工程的應(yīng)用提供依據(jù);而隨著地下工程環(huán)境的進(jìn)一步復(fù)雜化，對其相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法的要求越來越高，而現(xiàn)有相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置在很大程度上難于適應(yīng)復(fù)雜工程環(huán)境模擬的需要。
[0003]傳統(tǒng)的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置一般只能進(jìn)行水平巖層面的相似模擬實(shí)驗(yàn)，少數(shù)可模擬傾斜巖層的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置，但機(jī)架穩(wěn)定性差，經(jīng)常造成裝填模型的倒塌和滑移，而且模擬裝置的傾斜角受限制，不易控制;針對上述問題，如何改進(jìn)現(xiàn)有的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置，滿足現(xiàn)階段地質(zhì)巖層研究的需要，成為亟需解決的關(guān)鍵問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種安全、平衡效果好并且能夠進(jìn)行具有傾角的巖層模擬實(shí)驗(yàn)的可調(diào)傾角的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:可調(diào)傾角的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括底座、第一液壓栗、第二液壓栗、第三液壓栗、配重塊、上加壓板、下加壓板、擋板、左框架、右框架、左支撐板、右支撐板和底板，底板通過液壓支撐機(jī)構(gòu)和鉸接機(jī)構(gòu)固定在底座上方，左框架垂直固定在底板的左端，右框架垂直固定在底板的右端，左框架和右框架頂部水平連接有頂框架，頂框架底部鉸接有噴頭和兩個(gè)上加壓液壓缸，兩個(gè)上加壓液壓缸均通過第一油管與第一液壓栗連接，上加壓液壓缸的伸縮端分別鉸接于上加壓板上部的左右兩側(cè)，上加壓板沿左右方向通過燕尾槽結(jié)構(gòu)滑動(dòng)連接有滑動(dòng)板，上加壓板上表面設(shè)有水平校準(zhǔn)儀，上加壓板下表面設(shè)有上壓力傳感器，上加壓板位于左支撐板和右支撐板之間，左支撐板上端邊沿與頂框架左端連接，左支撐板下端邊沿與底板左端連接，左支撐板固定在左框架的右側(cè)，右支撐板上端邊沿與頂框架右端連接，右支撐板下端邊沿與底板右端連接，右支撐板固定在右框架的左側(cè)，左支撐板沿長度方向間隔設(shè)有一排左銷孔，右支撐板上沿長度方向均間隔設(shè)有一排右銷孔;擋板的左端通過左銷軸固定在左銷孔內(nèi)，擋板的右端通過右銷軸固定在右銷孔內(nèi)；
[0006]底板的上部鉸接有兩個(gè)下加壓液壓缸，下加壓液壓缸分別位于底板的左右兩側(cè)，兩個(gè)下加壓液壓缸均通過第三油管與第三液壓栗連接，兩個(gè)下加壓液壓缸的伸縮端分別鉸接于下加壓板底部的左右兩側(cè)，下加壓板上表面設(shè)有下壓力傳感器；
[0007]底座的左側(cè)設(shè)有液壓絞盤，底板的左端部設(shè)有滑輪，液壓絞盤上纏繞的繩索通過滑輪的頂部與配重塊連接；
[0008]液壓支撐機(jī)構(gòu)包括支撐液壓缸，支撐液壓缸位于底座的右側(cè)，支撐液壓缸的伸縮端與底板底部鉸接，支撐液壓缸的固定端均與底座鉸接，支撐液壓缸通過第二油管與第二液壓栗連接；
[0009]鉸接機(jī)構(gòu)包括鉸接板和角度板，鉸接板垂直固定在底座的左側(cè)，角度板通過插銷鉸接在鉸接板上部，鉸接板的前表面固定有與插銷同軸線的角度尺，角度板上部與底板的底部固定連接，角度板的前表面固定有角度指針，角度指針下端指向角度尺的中心并與角度尺配合。
[0010]支撐液壓缸設(shè)有兩個(gè)。
[0011]采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的具體工作過程為:首先確定相似模擬實(shí)驗(yàn)中所要填鋪的高度以及所需要傾斜角度，然后啟動(dòng)第二液壓栗，支撐液壓缸的伸縮端向上升起，頂起底板，與此同時(shí)觀察角度指針?biāo)傅慕嵌瘸?，達(dá)到所需要的傾斜角度時(shí)，關(guān)閉第二液壓栗，并固定支撐液壓缸，然后按比例鋪填各層模擬巖層相似材料，具體操作步驟為:首先根據(jù)第一層相似模擬巖層所需要的高度，將擋板兩端通過銷軸水平固定在左支撐板和右支撐板上的銷孔上，擋板、底板、左支撐板和右支撐板之間形成第一巖層鋪設(shè)空間，然后將第一層模擬巖層相似材料的原料加水?dāng)嚢?，攪拌均勻后倒入第一層鋪設(shè)空間，用刮板刮平，刮平后啟動(dòng)第一液壓栗和第三液壓栗，上加壓液壓缸伸縮端向下施力于上加壓板，下加壓液壓缸伸縮端向上施力于下加壓板，通過水平校準(zhǔn)儀對上加壓板進(jìn)行校準(zhǔn)，當(dāng)上加壓板處于水平狀態(tài)時(shí)，勻速向下對第一層相似模擬巖層加壓，上加壓板和下加壓板共同壓實(shí)第一層相似模擬巖層，當(dāng)上壓力傳感器和下壓力傳感器的壓力度數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，第一層相似模擬巖層即處于壓實(shí)狀態(tài)，另外，在需要對相似模擬巖層的濕度調(diào)整時(shí)，可打開噴頭，向相似模擬巖層進(jìn)行噴水霧，在第一層相似模擬巖層的表面撒上云母片作為隔層，依次類推，直至第二層相似模擬巖層，第三相似模擬巖層……，將各層模擬巖層相似材料鋪填完畢，直此完成作業(yè)。
[0012]本實(shí)用新型具有以下有益效果:本實(shí)用新型不僅可以進(jìn)行水平巖層相似模擬實(shí)驗(yàn)，還能夠滿足不同傾斜角度的地質(zhì)巖層相似模擬實(shí)驗(yàn)，在現(xiàn)有技術(shù)的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置基礎(chǔ)上，通過兩個(gè)支撐液壓缸對底板進(jìn)行高度方向上的調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)傾斜角度，解決了相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置鋪填傾斜巖層相似材料的難題，而且在具體實(shí)施時(shí)，相似材料是水平填鋪的，使得模型不會滑移和坍塌，實(shí)現(xiàn)裝置的傾斜效果，保證了填鋪過程中的平衡穩(wěn)定;通過角度板以及角度指針跟隨底板旋轉(zhuǎn)，可通過角度指針指向的角度尺來準(zhǔn)確的顯示出傾斜的角度，上加壓板沿長度方向通過燕尾槽滑動(dòng)連接有滑動(dòng)板，當(dāng)相似模擬巖層的長度大于上加壓板的長度時(shí)，可將滑動(dòng)板向外滑動(dòng)，以補(bǔ)充上加壓板的長度，從而對相似模擬巖層進(jìn)行加壓;優(yōu)選的，支撐液壓缸設(shè)有兩個(gè)，可更加穩(wěn)定牢固進(jìn)行托舉作業(yè);上加壓板上設(shè)有水平校準(zhǔn)儀，用來校準(zhǔn)上加壓板在進(jìn)行加壓作業(yè)時(shí)，上加壓板是否在水平方向上;上加壓板和下加壓板共同對相似模擬巖層加壓，可讓相似模擬巖層壓實(shí)更加充分;配重塊和液壓絞盤可用來增加本實(shí)用新型左側(cè)向下的力，從而減小了支撐液壓缸的作用力，更加合理;頂框架上設(shè)有噴頭，用于控制相似模擬巖層的濕度。
[0013]綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊、操作安全，鋪填相似材料的效率高，通過支撐液壓缸調(diào)節(jié)傾斜角度，來實(shí)現(xiàn)不同傾斜巖層的模擬實(shí)驗(yàn)，在巖層物理相似模擬實(shí)驗(yàn)研究方面具有廣泛的實(shí)用性。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，本實(shí)用新型的可調(diào)傾角的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括底座1、第一液壓栗19、第二液壓栗2、第三液壓栗27、配重塊28、上加壓板22、下加壓板29、擋板3、左框架4、右框架5、左支撐板6、右支撐板7和底板8，底板8通過液壓支撐機(jī)構(gòu)和鉸接機(jī)構(gòu)固定在底座I上方，左框架4垂直固定在底板8的左端，右框架5垂直固定在底板8的右端，左框架4和右框架5頂部水平連接有頂框架9，頂框架9底部鉸接有噴頭30和兩個(gè)上加壓液壓缸20，兩個(gè)上加壓液壓缸20均通過第一油管21與第一液壓栗19連接，上加壓液壓缸20的伸縮端分別鉸