一種巖石全斷面加載裝置的製作方法

2023-05-29 17:06:21 2

本實用新型涉及一種加載裝置，尤其涉及一種巖石全斷面加載裝置，屬於地質力學模擬試驗領域。

背景技術：

我國國民經濟持續快速發展帶動了基礎工程建設和資源開發以前所未有的速度蓬勃發展，出現了大量深部巷道和深埋長大隧道(隧洞)工程，其工程規模與技術難度世界罕見。隨著這些工程，也產生了許多的高強度動力災害，造成大量人員傷亡、機械損壞、工期延誤和重大經濟損失，且動力災害的危害性隨著埋深和應力水平的增大而顯著增大，這些災害是人們對於深部巖石工程現象的發生機理把握不清,無法有效防治造成的。因此，通過模型試驗模擬深部巖石受力狀況就變得十分必要了。模型模擬試驗在相似材料研製配比的基礎上，模擬深部巖體的受力狀況，模擬多樣的工程方式，再現動力災害，對於實際中動力災害的防治有著積極的作用。實現加載條件的準確性，能為後邊模擬工程方式提供良好的前提，能儘可能全面反映動力災害的主要影響因素和實際條件，對實際的地下工程施工有指導意義。在模型試驗的加載方式上,國內外研究者有許多的成果，如有通過空氣壓縮機與空氣過濾器、調壓閥和橡膠氣囊相結合組成的氣囊式的加載系統；也有直接作用於模型表面的液壓加載方式。這些加載方式有著無法滿足大載荷的加載要求，同時只能提供靜力加載方式的缺陷，無法準確反應深部巖體的實際受力。本實用新型的巖石全斷面加載裝置能進行大噸位的三方向動靜組合加載，對於深部巖石受力狀況模擬方面更為準確。

技術實現要素：

本實用新型的目的是為了設計一種具有大噸位的三方向動靜組合加載裝置而提供一種巖石全斷面加載裝置。

本實用新型的目的是這樣實現的：包括方形的外框架，外框架內設置有加載臺，在外框架的一個側面上設置有板子，在板子上安裝有第三液壓缸群，第三液壓缸群的中間設置有第三衝擊缸，與板子所在平面相鄰的外框架的一個側面上安裝有第一液壓缸群，第一液壓缸群的中間設置有第一衝擊缸，外框架的頂端面安裝有第二液壓缸群，第二液壓缸群的中間設置有第二衝擊缸，每個所述的液壓缸群至少包括八個液壓缸，與板子所在平面相鄰的外框架的另一個側面外固連有上料臺，上料臺上安裝有可移動的上料車，上料車的側面安裝有驅動上料車移動的電機一，上料車上安裝有巖石模型，在板子所在的外框架的側面上還設置有閘門 滑軌臺，閘門滑軌臺上安裝有閘門，閘門滑軌臺的端面上安裝有電機二，電機二的輸出端固連有絲槓，閘門與安裝在絲槓的滑塊固連。

本實用新型還包括這樣一些結構特徵：

1.每個所述的液壓缸群是框架式排缸結構，包括順時針設置的第一單作用靜力加載缸、第一雙作用靜力加載缸、第二單作用靜力加載缸、第三單作用靜力加載缸、第四單作用靜力加載缸、第二雙作用靜力加載缸、第五單作用靜力加載缸、第六單作用靜力加載缸。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：本實用新型的加載裝置具有框架式排缸結構，能提供大噸位的載荷，對方形巖石進行全斷面加載，滿足深部巖石的物理災害模擬試驗的加載要求。缸組前端的平板可以保證載荷始終垂直作用於模型表面,使模型受力均衡,提高模型試驗結果的準確性和可靠性。

附圖說明

圖1是本實用新型的主視方向的結構示意圖；

圖2是本實用新型的右視方向的結構示意圖；

圖3是本實用新型的俯視方向的結構示意圖；

圖4是本實用新型的板子的主視方向結構示意圖；

圖5是本實用新型的板子及其上的液壓缸群側視圖；

圖6是本實用新型的內部的結構示意圖；

圖7是本實用新型的液壓缸群布置的主視方向示意圖；

圖8是本實用新型的液壓缸群布置的俯視方向示意圖；

圖9是本實用新型的單、雙作用缸布置圖。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步詳細描述。

結合圖1-圖9，本實用新型提供的一種用於地質力學模擬試驗的巖石全斷面加載裝置，其目的是設計一種具有大噸位的三方向動靜組合加載裝置，包括固定設置在外框架側面、頂部的液壓缸群和安裝在板子上的液壓缸群，板子安裝在外框架一側上。也即所述的三個液壓缸群分別位於x、y、z方向，實現x、y、z三個方向的加載，加載方向垂直於巖石模型表面。上料部分先將巖石運送到指定位置，然後閘門關閉，後在三個液壓缸群的作用下實現三方向的加載。本實用新型還包括：實現模型到達指定加載位置的上料部分和將模型封閉的閘門，閘門置於導軌上。上述各裝置之間緊密配合構成一套巖石全斷面加載裝置。

設置在外框架側面、頂部的液壓缸群和安裝在板子上的液壓缸群的液壓缸為八個以上，並且能提供動載荷和靜載荷。

所述的上料部分和閘門由單獨的電機作為動力源，實現模型的上下料和閘門的開關。

具體的說本實用新型包括第一衝擊缸1、外框架2、第一液壓缸群3、板子4、第二衝擊缸5、連接螺母6、柱子7、巖石模型8、電機一9、上料車10、上料臺11、閘門12、閘門滑軌臺13、電機二14、第三衝擊缸15、絲槓16、第二液壓缸群17、第三液壓缸群18、加載臺19。巖石模型8進行加載前，需要將巖石模型8運送到加載臺19上。巖石模型8放在上料車10上，在電機一9的帶動下，上料車10在上料臺11上前進，直到到達加載臺19，接下來進行閘門12的關閉。閘門12在電機二14的帶動下，通過滾珠絲槓結構在閘門滑軌臺13上移動進行閘門的關閉，接下來就可以進行巖石模型8的加載了。結合圖4、圖5、圖6，第一液壓缸群3和第二液壓缸群17分別固定設置在外框架的側面和頂部，對巖石模型8提供x、z向的加載力。第三液壓缸群18安裝在板子4上，板子4安裝在外框架一側，從而為巖石模型8提供y向的加載力。

結合圖7、圖8、圖9，以第一液壓缸群3為例，對框架式排缸結構進行說明。框架式排缸結構包括：單作用靜力加載缸3-1、3-3、3-5、3-6、3-8、3-9；雙作用靜力加載缸3-2、3-7；動力第三衝擊缸-4。單作用靜力加載缸結構如圖9中b所示，雙作用靜力加載缸結構如圖9中a所示。這種框架式排缸布置不僅能提供大噸位的靜力加載，同時也可以提供動載荷，模擬實際中的深部巖體受力狀況。