沖擊地壓真三軸模擬試驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于深部巖體工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種沖擊地壓真三軸模擬試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]沖擊地壓，是一種煤、巖體中聚積的彈性變形勢能在一定條件下的突然猛烈釋放，導致煤、巖體爆裂并彈射出來的現(xiàn)象，并在破壞過程中受到圍巖的進一步快速擠壓作用，瞬時釋放巨大能量。常伴有巨大聲響和巖體震動，經(jīng)常造成支架折損、片幫冒頂、巷道堵塞、人員傷亡，對安全生產(chǎn)威脅巨大。
[0003]研宄沖擊地壓發(fā)生規(guī)律，不僅要通過理論分析、現(xiàn)場觀測，更要通過模擬實驗來探索其本質(zhì)規(guī)律。而根據(jù)現(xiàn)理論分析認為，在室內(nèi)模擬沖擊地壓現(xiàn)象，關(guān)鍵問題在于煤、巖試件受到?jīng)_擊破壞的過程中圍壓很難繼續(xù)保持。通過合理的沖擊地壓加載方式，考慮在不同軸壓狀態(tài)下能夠補充加載的沖擊地壓實驗室模擬，一直以來都是巖體工程領(lǐng)域探索的前沿課題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提出了一種可以使煤、巖試件承受沖擊荷載后能夠及時得到補充加載的沖擊地壓真三軸模擬試驗裝置。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型可采用下述技術(shù)方案:
[0006]一種沖擊地壓真三軸模擬試驗裝置，包括柔性加載單元、沖擊加載單元、剛性加載單元；所述的柔性加載單元，包括底座、加載油缸、加載墊板、剛?cè)峤M合墊板、擋板、支撐柱、端蓋板；加載油缸一端固定在底座上，另一端通過加載墊板對試件施加豎直方向荷載；所訴剛?cè)峤M合墊板布置在試件上方，與擋板接觸；所訴擋板固定在支撐柱上；所訴的沖擊加載單元，包括沖擊重塊、提升裝置、導向裝置，所訴沖擊重塊的高度可通過提升裝置調(diào)節(jié)，所訴提升裝置固定在端蓋板上，所訴導向裝置高度可調(diào)節(jié)，下端與剛?cè)峤M合墊板貼合接觸，上端通過螺栓固定在端蓋板上，所訴導向裝置上標有測量高度的刻度值；所訴的剛性加載單元，包括端蓋板、支撐柱、加載油缸、加載墊板、圓柱擋塊，所訴加載油缸一端固定在端蓋板上，另一端固連試件外的加載墊板，所訴圓柱擋塊一端固定在端蓋板上，另一端固連試件外的加載墊板；
[0007]本沖擊地壓真三軸模擬試驗裝置，通過X向、Y向加載油缸對煤、巖等試件進行前后、左右加壓操作，壓力通過試件外的加載墊板均勻的加載在試件上。通過柔性加載單元的加載油缸對試件進行Z向加載，因試件上方布置有剛?cè)峤M合墊板，剛?cè)峤M合墊板可發(fā)生Z向的彈性變形，故在受到Z向加壓時，剛?cè)峤M合墊板隨試件一同發(fā)生Z向壓縮變化。通過沖擊加載單元對試件施加豎直方向的重力沖擊荷載，以模擬巷道發(fā)生的沖擊地壓。由于剛?cè)峤M合墊板能隨同試件進行彈性變形，進而不會像剛性接觸一樣對試件造成支撐效應的影響，實現(xiàn)了試件在特定的三軸荷載條件下進一步承受沖擊荷載的目的。由于剛?cè)峤M合墊板存在豎直方向上的彈性變形量，故試件在高應力及沖擊擾動條件下破壞，在試件發(fā)生破壞并產(chǎn)生一定位移的同時，垂直于試件表面的彈性變形量對試件迅速進行補充加載，模擬了外部圍巖對煤巖體的進一步擠壓做功。本裝置較好的避免了常規(guī)剛性加壓對沖擊荷載造成支撐效應的影響，故較逼真的模擬了采場巷道中發(fā)生的沖擊地壓；
[0008]在上述的沖擊地壓真三軸模擬試驗裝置中，所訴的剛?cè)峤M合墊板，包括上下兩個加載墊板、若干高性能彈簧；所訴下加載墊板上部有等距排列的圓形凹槽，所訴上加載墊板下部有與下加載墊板相匹配的圓形凹槽，用來定位高性能彈簧；
[0009]在上述的沖擊地壓真三軸模擬試驗裝置中，所訴高性能彈簧等距排列在上下加載墊板中間，分別與上下加載墊板貼合接觸連接；
[0010]在上述的沖擊地壓真三軸模擬試驗裝置中，所述沖擊加載單元還包括導向裝置，所述導向裝置包括兩個沿Z向同時對稱于沖擊重塊中軸線豎直布置的導向軸，所訴導向軸下端與剛?cè)峤M合墊板貼合接觸，上端通過螺栓固定在端蓋板上。所述沖擊重塊套接在導向軸上，且兩者的接觸面形成滑動連接。所訴導向軸上標有測量高度的刻度值。通過導向軸既能測量出沖擊重塊提升的高度值，以實現(xiàn)記錄不同高度下沖擊重塊的下落沖擊效果，又能實現(xiàn)豎直軌跡的導向作用，以防止沖擊重塊下落時發(fā)生過大的偏移；
[0011]在上述的沖擊地壓真三軸模擬試驗裝置中，所訴的柔性加載單元的擋板中部有階梯圓形通孔，所述圓形通孔的上部圓形直徑較小，下部圓形直徑較大，沖擊重塊自上而下穿過擋板對試件進行沖擊加載；
[0012]在上述的沖擊地壓真三軸模擬試驗裝置中，所訴的試件為立方體，中間有一半圓拱形孔洞，所訴孔洞呈水平橫向貫穿布置，試件表面涂有潤滑劑，以減小其變形過程中受到的摩擦力；
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本三向剛性加載沖擊地壓真三軸模擬試驗裝置中增設剛?cè)峤M合墊板，并設計了豎直方向的彈性變形量，進而較好的避免了常規(guī)剛性加載對沖擊荷載造成支撐效應的影響，故較逼真的模擬了采場巷道中發(fā)生的沖擊地壓。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步說明:
[0015]圖1是本沖擊地壓真三軸模擬試驗裝置的立體結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2是本沖擊地壓真三軸模擬試驗裝置的剖視結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖3是本沖擊地壓真三軸模擬試驗裝置中剛?cè)峤M合墊板和擋板安裝結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖中，1、底座；2、加載油缸；3、加載墊板；4、支撐柱；5、剛?cè)峤M合墊板；5a、高性能彈簧；5b、上加載墊板；5c、下加載墊板；6、擋板；7、端蓋板；8、沖擊重塊；9、提升裝置；10、導向軸；11、圓柱擋塊；12、試件。
【具體實施方式】
[0019]以下是本實用新型的具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步的描述。
[0020]如圖1至圖3所示，本沖擊地壓真三軸模擬試驗裝置，包括柔性加載單元、沖擊加載單元、剛性加載單元。
[0021]柔性加載單元，包括底座1、加載油缸2、加載墊板3、剛?cè)峤M合墊板5、擋板6、支撐柱4、端蓋板7 ;所述加載油缸一端固定在底座I上，另一端通過加載墊板3對試件12施加豎直方向荷載；所訴剛?cè)峤M合墊板5布置在試件12上方，與擋板6貼合接觸；所訴擋板6固