一种可旋转式相似材料模拟实验装置及方法

• 摘要：

  本发明属于相似材料模拟实验技术领域,涉及一种可旋转式相似材料模拟实验装置及方法,外加横杆、外加竖杆均与旋转轴焊接固定在一起,旋转轴固定在支撑杆的顶部,支撑杆的两端分别与旋转轴和模型架底座焊接固定在一起,实验台通过外加横杆、外加竖杆、旋转轴与支撑杆连接在一起,通过旋转轴的旋转实现实验台的旋转;加压板与中部千斤顶固定在一起,中部千斤顶与实验台顶梁固定在一起,加压板将中部千斤顶的压力均匀施加在铺设的相似材料上;上部千斤顶分别与模型架顶梁、实验台顶梁铰接,下部千斤顶分别与模型架底座、实验台底板铰接,通过实验台的旋转将倾斜岩层的铺设过程变为水平岩层的铺设过程,大大减小了实验难度,操作简单且有效.

• 专利类型：

  发明专利

• 申请/专利号：

  CN201911406873.1

• 申请日期：

  2019.12.31

• 公开/公告号：

  CN111063247A

• 公开/公告日：

  2020-04-24

• 发明人：

  孔亮 赵亚鹏 袁庆盟 王兴 林星宇 许锐 刘超

• 申请人：

  青岛理工大学

• 主分类号：

  G09B23/40(2006.01),G,G09,G09B,G09B23

• 分类号：

  G09B23/40(2006.01),G,G09,G09B,G09B23,G09B23/40

• 主权项：

  1.一种可旋转式相似材料模拟实验装置,其特征在于主体结构包括模型架、实验台、上部千斤顶、下部千斤顶、外加竖杆、外加横杆、支撑杆、圆形螺栓孔、固定杆、固定底座、条形螺栓孔和旋转轴,其中实验台包括实验台底板、由左侧板和右侧板组成的实验台侧板、由前挡板和后挡板组成的矩形挡板、实验台顶梁、中部千斤顶、加压板;模型架底座、模型架竖梁、模型架顶梁均采用型钢材料并采用焊接方式固定在一起组成模型架,模型架竖梁由左竖梁和右竖梁组成;矩形挡板两端、实验台侧板、固定杆两端均设有圆形螺栓孔,固定底座中部设有条形螺栓孔,固定底座焊接固定在模型架底座上,固定杆通过圆形螺栓孔、条形螺栓孔将实验台侧板与固定底座焊接固定在一起,固定杆的数量与长度根据实验需求确定;矩形挡板沿竖直方向依次放置,通过两端圆形螺栓孔与实验台侧板焊接固定在一起,实验台侧板、实验台底板、矩形挡板共同构成箱式无盖结构的工作槽;外加横杆与左侧板以及右侧板焊接固定在一起,外加竖杆与实验台顶梁以及实验台底板焊接固定在一起,外加横杆、外加竖杆均与旋转轴焊接固定在一起,旋转轴固定在支撑杆的顶部,支撑杆的两端分别与旋转轴和模型架底座焊接固定在一起,实验台通过外加横杆、外加竖杆、旋转轴与支撑杆连接在一起,通过旋转轴的旋转实现实验台的旋转;加压板与中部千斤顶固定在一起,中部千斤顶与实验台顶梁固定在一起,加压板将中部千斤顶的压力均匀施加在铺设的相似材料上;上部千斤顶分别与模型架顶梁、实验台顶梁铰接,下部千斤顶分别与模型架底座、实验台底板铰接,以实现旋转的目的. 2.一种采用如权利要求1所述装置对倾斜岩层进行相似材料模拟实验的方法,其特征在于具体步骤如下: S1:拆除固定杆,使实验台处于可旋转状态; S2:对上部千斤顶和下部千斤顶加压,在液压作用下,实验台通过旋转轴进行旋转,直至旋转至设定角度即岩层倾角; S3:根据原始岩层厚度及实验设计,逐步将矩形挡板通过圆形螺栓孔8加装在实验台侧板上,并形成工作槽; S4:安装固定杆,保证实验台的稳定性; S5:按照实验设计,将相似材料逐层平铺进工作槽,夯实一层岩层后,继续铺设上一层岩层并夯实,直至将所有岩层铺设完毕,此过程与一般相似材料模拟实验过程无异; S6:逐根拆除固定杆,解除实验台侧板与固定底座间的固定,上部千斤顶和下部千斤顶泄压,将实验台复位,复位后,再将固定杆重新固定,以增加实验台的稳定性; S7:静置一段时间待相似材料晾干后,拆除矩形挡板,中部千斤顶通过加压板将应力均匀施加在相似材料上.