一種巖土工程擾動模擬試驗臺制造技術

本實用新型專利技術涉及一種巖土工程擾動模擬試驗臺，屬于地下巖土工程試驗技術領域，解決了現有試驗裝置無法真實模擬巷道所受的采掘擾動影響的問題，包括頂部敞口設置的模型箱，模型箱的兩側均設有豎向支撐部件，模型箱兩側的豎向支撐部件頂端之間設有水平支撐部件，水平支撐部件安裝有位于模型箱上方的豎向預荷載加載部件和豎向擾動加載部件，位于模型箱一側的豎向支撐部件安裝有水平擾動加載部件，采用本實用新型專利技術的試驗臺能夠良好的模擬巷道所受采掘擾動的影響。采掘擾動的影響。采掘擾動的影響。

A geotechnical engineering disturbance simulation test-bed

【技術實現步驟摘要】
一種巖土工程擾動模擬試驗臺


[0001]本技術涉及地下巖土工程試驗
，具體涉及一種巖土工程擾動模擬試驗臺。

技術介紹

[0002]這里的陳述僅提供與本技術相關的
技術介紹
，而不必然地構成現有技術。
[0003]地下空間建造或使用過程中經常受到周圍地層擾動影響，例如既有地鐵線路對下部新建地鐵的擾動，臨近基坑開挖對地下空間的擾動，工作面采煤對臨近巷道的擾動，地震對地下空間的擾動等等，這些擾動都會導致地下工程不同程度的變形或破壞，影響結構使用。以礦山巷道為例，臨近工作面的巷道不僅會受到上覆巖層的靜壓作用，也會受到相鄰工作面開采擾動影響。這種擾動作用在現場較難監測，且監測成本高、誤差大，且無法控制單因素變量，不利于研究采掘擾動壓力對巷道產生的影響。目前通過室內試驗再現地下工程擾動現象，在擾動現象過程中了解支護結構的穩定性、支護結構的安全性，在多大的擾動下支護結構會變形，在多大擾動頻率下支護結構會被破壞。因此，為了研究支護結構失穩破壞的突變規律，需要建立相應的物理模型試驗及試驗方法。
[0004]專利技術人發現，當前的試驗裝置僅能模擬縱向擾動，不能真實的模擬巷道所受采掘擾動影響。專利技術人還發現，現有的試驗裝置在模型箱底部安裝擾動作動器，在模型箱底部安裝擾動作動器時，由于擾動作動器的承載能力有限，因此模型的重量和所受到的荷載受到限制，專利技術人還發現，目前的試驗裝置受反力架的影響，在模型箱內安裝巷道模型和圍巖相似材料不方便。

技術實現思路

[0005]本技術的目的是為克服上述現有技術的不足，提供了一種巖土工程擾動模擬試驗臺，能夠真實的模擬巷道所受采掘擾動影響，且巷道模型的安裝方便。
[0006]為了實現上述目的，本技術采用如下技術方案：
[0007]本技術的實施例提供了一種巖土工程擾動模擬試驗臺，包括頂部敞口設置的模型箱，模型箱的兩側均設有豎向支撐部件，模型箱兩側的豎向支撐部件頂端之間設有水平支撐部件，水平支撐部件安裝有位于模型箱上方的豎向預荷載加載部件和豎向擾動加載部件，位于模型箱一側的豎向支撐部件安裝有水平擾動加載部件。
[0008]可選的，豎向預荷載加載部件和豎向擾動加載部件的一端與水平支撐部件連接，另一端連接至豎向荷載分配板。
[0009]可選的，位于模型箱一側的所述豎向支撐部件設有連接架，連接架與水平擾動加載部件的一端連接，水平擾動加載部件的另一端連接有至少一根連桿，連桿穿過豎向支撐部件并連接有水平荷載分配板。
[0010]可選的，所述豎向擾動加載部件和水平擾動加載部件均采用擾動油缸，擾動油缸通過伺服閥與液壓站連接，能夠通過伺服閥施加擾動荷載。
[0011]可選的，模型箱放置在底座上，豎向支撐部件的底端與底座固定連接。
[0012]可選的，模型箱與設置在底座上的導軌滑動連接，導軌的軸線水平設置且垂直于水平擾動加載部件的軸線。
[0013]可選的，所述模型箱包括底板，底板上表面設有圍合呈立方體結構的前板、后板及兩個側板，側板與水平擾動加載部件的軸線垂直，前板為透明板。
[0014]可選的，前板的外側面固定有多個水平設置的檁條。
[0015]可選的，后板包括下板部和上板部，下板部與底板固定連接，下板部和上板部可拆卸連接。
[0016]可選的，豎向擾動加載部件和水平擾動加載部件均安裝有位移檢測元件和荷載檢測元件。
[0017]上述本技術的有益效果如下：
[0018]1.本技術的巖土工程擾動模擬試驗臺，具有預荷載加載部件、豎向擾動加載部件和水平擾動加載部件，將巷道所受壓力分為靜荷載和擾動荷載，分別由兩個預載缸和擾動器加載。靜荷載可模擬巷道所受超前支承壓力影響。擾動荷載采用雙向動力擾動，分為垂向擾動和水平擾動，更符合現場巷道同時受多方向采掘擾動影響，模擬更加真實，且兩繞擾動荷載可分開加載，更容易控制單因素變量。既能從整體觀察巷道模型所受擾動荷載時支護結構的穩定性，又可從關鍵部位研究支護結構所能承受擾動大小與頻率。
[0019]2.本技術的巖體工程擾動模擬試驗臺，由于豎向擾動加載部件設置在模型箱的上方，模型箱由底座承擔其產生的豎向荷載，底座的承載能力較高，因此對模型的重力及其施加的豎向荷載不受限制。
[0020]3.本技術的巖土工程擾動模擬試驗臺，通過設置導軌，模型箱與導軌滑動連接，且模型箱的后板為可拆卸的下板部和上板部，模型箱可通過導軌拉出，離開豎向支撐部件和水平支撐部件的位置，便于安放巷道模型和相似圍巖。
[0021]4.本技術的巖土工程擾動模擬試驗臺，模型箱的前板采用透明板，可在實驗過程中觀察巷道模型的支護結構穩定性和安全性。
附圖說明
[0022]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的限定。
[0023]圖1是本技術實施例1整體結構示意圖；
[0024]圖2是本技術實施例1整體結構主視圖；
[0025]圖3是本技術實施例1模型箱后板示意圖；
[0026]圖4是本技術實施例1模型箱內巷道模型和圍巖相似材料放置示意圖；
[0027]其中，1.模型箱，2.檁條，3.底座，4.第一門架縱梁，5.第二門架縱梁，6. 門架橫梁，7.豎向加載油缸，8.豎向擾動作動器，9.豎向荷載分配板，10.中間桿，11.拉桿，12.連接架，13.水平擾動作動器，14.支撐板，15.連桿，16.水平荷載分配板，17.圍巖相似材料，18.下板部，19.上板部，20.巷道模型。
具體實施方式
[0028]實施例1
[0029]本實施例提供了一種巖土工程擾動模擬試驗臺，如圖1
?
圖2所示，包括模型箱1，模型箱1用于放置巷道模型，模型箱頂部敞口設置。
[0030]本實施例中，模型箱1采用立方體結構，包括底板和設置在底板上表面的前板、后板及兩個側板，前板、后板和兩個側板圍合成立方體結構。
[0031]本實施例中，前板為透明板，可在實驗過程中觀察巷道模型的支護結構穩定性和安全性。前板的外側面固定有多個水平上下設置的檁條2，用于對前板進行加固。
[0032]如圖3所示，所述后板包括下板部18和上板部19，下板部18的底面與底板固定連接，上板部19的頂部與上板部19的底部可拆卸固定連接，本實施例中，下板部18和上板部19通過螺栓進行可拆卸連接，放置巷道模型和圍巖相似材料時，將上板部19從下板部18上拆下，方便在模型箱1內放置巷道模型和圍巖相似材料。
[0033]底板安裝在底座3上，底座3作為模型箱及其他部件的承載平臺。
[0034]本實施例中，底座3采用由工字鋼依次焊接固定構成的矩形框架式底座。
[0035]底座3上還安裝有反力架，反力架采用倒U型結構，包括設置在一個側板外側的第一豎向支撐部件和設置在另一個側板外側的第二豎向支撐部件。
[0036]第一豎向本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種巖土工程擾動模擬試驗臺，其特征在于，包括頂部敞口設置的模型箱，模型箱的兩側均設有豎向支撐部件，模型箱兩側的豎向支撐部件頂端之間設有水平支撐部件，水平支撐部件安裝有位于模型箱上方的豎向預荷載加載部件和豎向擾動加載部件，位于模型箱一側的豎向支撐部件安裝有水平擾動加載部件。2.如權利要求1所述的一種巖土工程擾動模擬試驗臺，其特征在于，豎向預荷載加載部件和豎向擾動加載部件的一端與水平支撐部件連接，另一端連接至豎向荷載分配板。3.如權利要求1所述的一種巖土工程擾動模擬試驗臺，其特征在于，位于模型箱一側的所述豎向支撐部件設有連接架，連接架與水平擾動加載部件的一端連接，水平擾動加載部件的另一端連接有至少一根連桿，連桿穿過豎向支撐部件并連接有水平荷載分配板。4.如權利要求1所述的一種巖土工程擾動模擬試驗臺，其特征在于，所述豎向擾動加載部件和水平擾動加載部件均采用擾動油缸，擾動油缸通過伺服閥與液壓站連接，能夠通過伺服閥施加擾動荷載...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王騰超，王港，陳夢晗，沙明逸，劉昌碩，付志遠，馮祥文，
申請(專利權)人：山東建筑大學，
類型：新型
國別省市：