专利名称：岩爆模型试验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及是一种模型块体尺寸为100X60X40cm的室内进行岩爆的复制和再现的模型试验装置，涉及装置的构造和采用的自平衡加卸载系统。
背景技术：
岩爆是高地应力条件下地下岩体工程开挖中，一种由渐进破坏诱发突变的一种特殊动力现象，具有围岩突然、猛烈地向开挖空间弹射、抛掷、喷出的特征。岩爆的产生直接威胁到人员及设备的安全，破坏了地下工程结构，已成为深部或深埋地下工程施工的重大技术难题，是一个世界性的灾害现象。正如著名岩石工程学家Brown (1988)教授所指出的“甚至在岩爆定义上达到一致意见都是困难的，岩爆这个问题的成功答案，目前正在全世界很多研究中心进行着研究，它的进展将代表岩石力学这门学科的发展和重大突破。”
由于岩爆力学机制及其复杂，自从人们开始认识岩爆以来，国内外学者进行了大量的探讨性研究，取得了一定的成果。由于岩石物理力学性质的复杂性以及地质力学条件的变化、工程施工的诱发等，使得岩爆的机理极其复杂，岩爆研究多侧重工程中已遇到的相关问题，岩爆的理论研究进展缓慢，对岩爆的预测与防治尚缺乏成熟的理论作指导。物理模拟可以在室内进行岩爆的复制，通过岩爆的再现可以获取更多岩爆机理的更深层的认识，并且通过先进的量测手段，可以进行多参量的测试，从而进行量化分析，研究岩爆产生的机理、过程、条件以及有效地控制措施，是一种有效地研究方法。目前，已开展的物理模型试验多借助于压力机进行，由于受实验机具的限制，试样尺寸小，尺寸效应影响大，其代表性与岩爆发生的实际条件和状态存在较大的差异，具有很大的局限性。本发明的目的在于实现模拟大尺寸模型岩爆的产生，模型试件尺寸为100X60X40cm的装置及试验，目前尚无报导。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种采用大尺寸模型试件尺寸，实现室内岩爆的复制和再现，进行坚硬岩体在高地应力条件下岩爆产生的机理、过程、条件以及有效的控制方法的岩爆模型试验装置。本发明解决其技术问题采用以下的技术方案
本发明提供的岩爆模型试验装置，由主机和液压控制系统组成，所述主机主要由基座、模型就位进退油缸、承载框架组成和约束门板部分。所述模型就位进退油缸有两台，对称装在基座上面左部的两侧；承载框架有多个，并排对齐装在基座上面的右部；在由多个呈马蹄形承载框架构成的一个矩形的内腔中，左侧安装侧向定位梁，右侧安装侧向均布压力加载器，上部安装顶部均布压力加载器，底面安装用于模型就位的垫板；在第一个承载框架上安装约束门板部分。所述承载框架，在其左、右两边边的外侧均设有若干个侧部减重孔；在其顶部设有若干个减重孔，且在其顶部中心位置设有I个用于吊装的螺栓孔；在其底部的两端分别加工有2个通孔和I个螺孔，所述通孔用于穿过螺钉固定承载框架，所述螺孔用于安装调平承载框架的螺栓；在其四个角上各加工有I个通孔，承载框架连接螺栓通过此通孔连接承载框架。所述基座包括自下而上排列的滑板支撑架底板、油缸支座固定架、滑板支撑架、油缸支座、模型就位滑板、模型就位固定板。所述滑板支承架为钢结构件，其侧部开有4个起减重作用的穿孔。所述模型就位进退油缸为标准件工程缸，每个模型就位进退油缸由两个油缸支座支撑，每个油缸支座通过油缸支座固定架安装在滑板支承架4左端的两侧，并通过销轴衬套、销轴、销连接在一起。所述约束门板部分，是在第一个承载框架的侧部，通过约束门板支座和约束门销轴安装约束门板，在约束门板前面用螺钉固定装饰门板，在约束门板前面用内六角螺栓安装压紧块限位板和门把手。在约束门板的后面用内六角螺栓安装约束挡板，
所述约束门板部分还包括在第一个承载框架的另一侧部，通过六角螺栓安装压紧块，压紧块的内侧安装有压紧弹簧，使压紧块在压紧块支撑轴上前后移动；在压紧块的外侧安装有推力球轴承、压紧螺母和用于限制压紧块的转动角度的压紧块限位板；在压紧螺母和压紧块上分别安装有两个手柄，使压紧螺母和压紧块在压紧块支撑轴上转动；约束门板在模型块就位后关闭，通过压紧块、压紧螺母和压紧块限位块固定。所述的压紧块和压紧螺母通过压紧块支撑轴与第一个承载框架的另一侧部连接
在一起。所述侧向定位梁与侧向均布压力加载器的空间高度以及固定螺孔的位置一致。本发明提供的上述岩爆模型试验装置，其用途是在室内进行岩爆的复制和再现，通过模拟进行岩爆产生的机理、过程、条件以及有效的控制技术进行研究中的应用，其中模型块体尺寸为100 X 60 X 40cm，采用自平衡系统，实现大尺寸模型岩爆的模拟，进一步减小了因试样尺寸小而导致的明显尺寸效应；在所述均布压力加载器和液压控制系统作用下，实现多个方式的模型块加压与卸载。本发明与现有技术相比具有以下的主要优点
在模型试块尺寸达到100 X 60 X 40cm的情况下，通过均布压力加载器可对模型试块施加最大为20MPa的边界荷载，荷载集度偏差小于5%，可以精确模拟和控制模型试块的边界条件。通过内部测试元件和数据采集系统,可以显示和分析模型试块内部不同部位的应力分布状态，测试精度误差不大于5%。能够研究坚硬岩体在高地应力条件下产生岩爆的机理、过程、条件以及有效的控制技术，真实的模拟岩爆现象。利用岩爆模型试验装置对高标号水泥砂浆试件和石膏模型试件进行了加载试验，设备主机加载系统及液压控制系统工作正常。在对石膏模型试件进行不关闭约束挡板门情况下的岩爆模型试验，有明显的岩爆现象。


图1为本发明岩爆模型试验装置的主机装配结构示意图。图2为图1的右视图。图3为图1的后视图。图4为图1的俯视图。
图5为图1中的承载框架15的结构示意图。图6为图4中的侧向定位梁43的结构示意图。图7为图6的俯视图。图8为图2中的模型就位垫板63的结构示意图。图9为图8的俯视图。图10为图1中的滑板定位板23的结构示意图。图11为图10的俯视图。图12为图4中的压紧块52的结构示意图。图13为图12的俯视图。图14为图2中的约束门板支座56的结构示意图。图15为图14右视图。图16为图14俯视图。图17为图1中的油缸支座6的结构示意图。图18为图17的右视图。图19为图17 的俯视图。图20为本发明使用的液压系统的控制原理示意图。图中1.滑板支撑架底板；2、六角螺栓；3.油缸支座固定架；4.滑板支撑架；4-1.穿孔；5.内六角螺钉；6.油缸支座；6-1.平面板；6-2.底板；6-3.通孔；6-4.螺栓通孔；6-5.筋板；7.销轴衬套；8.销轴；9.销；10.模型就位进退油缸；11.模型就位滑板；12.模型就位固定板；13.侧部减重孔；13-1.减重孔；13-2.螺栓孔；14.承载框架连接螺栓；15 承载框架；16 顶部均布压力加载器；17、顶部传力板；18、后端传力板；19 后部均布压力加载器；20.后承载板；21.六角螺母；22、后承载板固定螺栓；23.滑板定位板；23-1.螺栓通孔；23-2.横向板；23-3.竖向板；24.六角螺栓；25.螺母；26.轴承支架；27.内六角螺栓；28、滚动轴承6005 ；29. T型槽板；30.滚轴；31.六角螺栓；32.六角螺栓；33.六角螺栓；34.承载框架底板；35.后承载板底板；36. T型槽用螺栓；37.内六角螺栓；38.约束挡板；39.内六角螺栓；40.装饰门板；41.开槽沉头螺钉；42.约束门板；43.侧向定位梁；44.侧向传力板；45.试验模型；46.内六角螺栓；47.门把手固定螺杆；48.六角螺母M16 ；49.压紧螺母；50.推力球轴承；51.手柄；52.压紧块；53.压缩弹簧；54.六角螺栓；55.支承轴；56.约束门板支座；56-1.底板；56-2.螺栓通孔；56-3.筋板；56-4.通孔；56-5.竖直平面板；57.六角螺栓；58.推力球轴承；59.约束门销轴；60.轴用弹性挡圈；61.内六角螺栓；62.内六角螺栓；63.垫板；63-1.螺钉孔；63_2.通孔；63_3.凹槽；63-4.沉孔；64.门把手；65、内六角螺栓；66.压紧块限位板；67.侧向均布压力加载器；68. T型槽用螺栓；69.螺母M24; 70.后承载板限位板。
具体实施例方式本发明提供的岩爆模型试验装置由主机和液压控制系统组成。所述主机结构如图1至图4所示，主要由基座、模型就位进退油缸10和承载框架15组成，其中模型就位进退油缸10有两台，其对称装在基座上面左部的两侧。承载框架15有多个，呈马蹄形，并排对齐安装在基座上面的右部；在由多个呈马蹄形承载框架15构成的一个矩形的内腔中，左侧安装侧向定位梁43，右侧安装侧向均布压力加载器67，上部安装顶部均布压力加载器16，底面安装用于模型就位的垫板63。所述承载框架15采用铸钢材料制造，具体结构如图2、图4和图5所示，在其上下左右四边的外侧均设计有4个侧部减重孔13，顶部设计有4个减重孔13-1，且在承载框架15顶部中心位置设计I个螺栓孔13-2用于吊装，底部的两端分别加工有2个通孔和I个螺孔，所述通孔用于穿过螺钉固定承载框架，所述螺孔用于安装调平承载框架的螺栓。在承载框架15的四个角上各加工有I个通孔，用于穿过连接螺杆，连接承载框架。所述承载框架15有四个，它们并排对齐通过M30X 130六角螺栓33固定在承载框架底板34上，并且由调平螺栓32调平。所述顶部均布压力加载器16可以采用6头的顶部均布压力加载器，侧向均布压力加载器67可以采用10头的侧向均布压力加载器，后部均布压力加载器19可以采用15头的后部均布压力加载器。装置的垂直荷载是通过4组6头的顶部均布压力加载器实现顶部分级加载，围压是通过4组10头的侧向均布压力加载器和I组15头的后部均布压力加载器实现均布围压加载。所述基座包括自下而上排列的滑板支撑架底板1、油缸支座固定架3、滑板支撑架
4、油缸支座6、模型就位滑板11、模型就位固定板12。油缸支座固定架3用M16X45六角螺栓2固定在滑板支撑架底板I上，油缸支座4通过螺栓固定在油缸支座固定架3 ;在滑板支撑架底板I上安装滑板支撑架4，在滑板支撑架4上安装模型就位滑板11,在模型就位滑板11上安装模型就位固定板12。所述模型就位滑板11装在滑板支承架4的上面(图1、图4)，该滑板支承架固定在滑板支承架底板I上，并与承载框架15的前端固定在一起。所述滑板支撑架4如图1所示，为钢结构件，其侧部开有4个起减重作用的穿孔4-1。所述模型就位进退油缸部分的结构如图1和图4所示，包括两个模型就位进退油缸10、油缸支座固定架3、油缸支座6。模型就位进退油缸10为标准件工程缸，例如可以采用型号为HSGL-63/36-1230-1321型的标准件工程缸。每个模型就位进退油缸10由两个油缸支座6支撑，每个油缸支座6通过油缸支座固定架3安装在滑板支承架4的两侧，并通过销轴衬套7、销轴8、销9 (4X40)连接在一起。所述油缸支座6为钢结构件，其结构如图17、图18和图19所示，由一块底板6_2和两块平面板6-1通过两块筋板6-5焊接而成，在平面板6-1上各加工I个通孔6-3，其作用为插销钉；在底板6-2上加工有4个螺栓通孔6-4，用于将油缸支座6固定在油缸支座固定架3上。所述侧向定位梁43为钢结构件，由Q235钢板焊接而成。参见图6和图7，在侧向定位梁的上下两端，各加工两个通孔，用于穿过螺钉固定该零件，其结构形式在很大程度上减少了结构的重量，并且能够起到侧向限位的作用，同时，侧向定位梁43与侧向均布压力加载器67的空间高度以及固定螺孔的位置一致，可方便今后用侧向均布压力加载器代替侧向定位梁。在侧向定位梁43装有侧向传力板44，用于更好的传递侧部压力。所述后承载板20通过后承载板固定螺栓22与第四个承载框架15固定在一起，螺杆中间安装有定位螺母。
所述模型就位垫板63的结构如图8和图9所示，其四个角上各加工I个螺钉孔63-1，用于安装吊环螺钉起吊本零件；对称布置的13个通孔63-2，起减重作用；在其上表面上沿长边方向设有8条凹槽63-3，短边方向设有4条凹槽，凹槽存储钙基润滑脂，有助于减少摩擦力；两排对称布置的8个沉孔63-4，用于穿过内六角螺钉固定本零件。所述滑板定位板23的结构如图10和图11所示，由一块竖向板23-3和一块横向板23-2焊接而成，并在横向板23-2上一侧加工有3个螺栓通孔23_1。所述压紧块52的结构如图12和图13所示，采用Q235材料锻造后加工而成。所述支承轴55通过6个六角螺钉固定在承载框架的左侧，压紧块52安装在支承轴55上，在压紧块52的内端安装有压紧弹簧53，在压紧块的外端安装有推力球轴承50(51217)和压紧螺母49，在压紧螺母和压紧块上分别安装有两个手柄51。模型就位后，约束门板关闭，转动压紧块上的手柄51，使压紧块顺时针旋转90°，压紧块与压紧块限位板66接触，旋转压紧螺母上的手柄使压紧螺母通过推力球轴承50压紧压紧块。快速开启约束门板时，通过手柄反时针旋转压紧螺母，压紧块在压紧弹簧53的张力推动下离开约束门板，同时压紧块在自重作用下反时针旋转90°，拉动门把手64即可快速开启。所述约束门板支座56的结构如图14和图15和图16所不，由一块底板56_1和2块竖直平面板56-5通过筋板56-3焊接而成；在底板56_1上对称加工有8个螺栓通孔56-2，用于将约束门板支座56固定在承载框架15上；在竖直平面板56-5上各加工有I个通孔56-4，其作用为穿过销轴。本发明主机先按照安装基础定位的要求在试验室内合适的位置划线并施工地脚螺栓孔，清洁所有零件，去掉毛刺、铁屑，非加工面刷防锈漆，机加工面涂机油；再将承载框架底板、滑板支承架底板、后承载板底板按照图纸要求固定在地脚螺栓上；然后调整水平，保证底板上平面在同一平面上，所有底板下面应用水泥灌满填实。本发明主机的安装方法的步骤如下1.按照主机安装基础图的要求在试验室内合适的位置划线并施工地脚螺栓孔。按照图纸要求预埋地脚螺栓。清洁所有零件，去掉毛刺、铁屑，非加工面刷防锈漆，机加工面涂机油。将滑板支撑架底板1、承载框架底板34、后承载板底板35按照图纸要求固定在2地脚六角螺栓M16X45。安装时注意安装好的应当调整水平，并且要保证上平面在同一平面上，所有底板下面应用水泥灌满填实。2.在承载框架底板34靠近后承载板底板35的一端安装第一个承载框架15。用起重设备将第一个承载框架15吊装至承载框架底板34的上面，对正安装孔和对称中心线，用两条M24X 130的T型槽用六角螺栓36固定。同时，在承载框架底板34上的四个M30的螺孔中各拧上一条M30 X 115的六角螺栓32、然后左右再各拧上一条M30 X 130的六角螺栓33，用于调整第一个承载框架15的垂直于水平。安装时注意第一个承载框架15四个角上有沉孔的一面向前，左右对称中心线在垂直方向应与承载框架底板34的对称中心线重合，内腔底平面前后左右平行，同时保证两侧大平面与底板上平面垂直。3.在安装好的第一个承载框架15上安装四个承载框架连接螺栓14，该螺栓的大头沉入安装孔的沉孔中，在第一个承载框架15后面用螺母固定。在安装好的第一个承载框架15的内腔顶面安装一台6头的均布压力加载器，在内腔的右边(从前向后看)安装一台10头的均布压力加载器。安装时注意均布压力加载器的前后左右均应对称安装，并且使油管接头靠近内腔的右上角，前后不能凸出第一个承载框架15的大平面。在第一个承载框架15内腔的左侧用4条M16X40的内六角螺栓37固定侧向定位梁43。侧向定位梁43的前后左右均应对称安装，并且前后不能凸出第一个承载框架15的大平面。按照从后(承载框架底板34靠近后承载板底板35的一端)向前的顺序依次安装其它承载框架15和均布压力加载器，安装方法同前所述。四个承载框架15安装好后，承载框架内腔的底平面应平行、对称且在同一平面上，在内腔左侧安装的侧向定位梁43以及侧向传力板44大平面应在同一立面上，在内腔右侧安装侧部均布压力加载器67，在承载框架内腔的顶部安装顶部均布压力加载器16 ;在顶部均布压力加载器16下方安装顶部传力板17 ;在承载框架内腔后部安装后部均布压力加载器19和后端传力板18。4.在安装好的四个承载框架15内腔的下面安装模型就位垫板63。安装时注意模型就位垫板63应左右均应对称安装，上平面的前后左右应当保证水平，其对称中心线应与四个承载框架15内腔的对称中心线对齐。5.在滑板支撑架底板I上安装滑板支承架4。先用4条M16X45的六角螺栓31将滑板支承架4的后端与承载框架15的前端大平面固定在一起，再用8条M16X45的六角螺栓31将滑板支承架4固定在滑板支撑架底板I上。安装时注意滑板支承架4应左右对称安装，其对称中心线应与在承载框架15内腔下面安装的模型就位垫板63的对称中心线对齐，上平面的前后左右应保证水平，并且滑板支承架4的上平面和模型就位垫板63的上平面应在同一平面上。6.在滑板支承架4的左端两侧，对称安装油缸支座固定架3，分别用4条M16X45的六角螺栓31将其固定在滑板支撑架底板I上。将模型就位滑板11安放在滑板支承架4上，有筋板一面向下，宽端对向承载框架15。在模型就位滑板11宽端下面的两侧和两个油缸支座固定架3上方分别用4条M12 X 25的内六角螺栓27固定一个油缸支座6。在模型就位滑板11两侧的两个油缸支座6之间各安装一台模型就位进退油缸10。模型就位进退油缸10的底部安装在模型就位滑板的左端，活塞杆安装在右端(模型就位滑板的宽端)，分别用销轴8、销轴衬套7和4X40的开口销9固定。在模型就位滑板11上安装模型就位固定板12，用6个M12X30的内六角螺钉5固定。安装时注意模型就位固定板12的凸起部分向上、向左。7.在后承载板20的左侧大平面上安装滑板定位板23。在后承载板20的大平面上、滑板定位板23的上方，分别通过后承载板固定螺栓22和M16X55的六角螺栓24安装15头的后部均布压力加载器19，该均布压力加载器左右对称，其对称中心线应与后承载板20的对称中心线重合。在后承载板20底板的两端各安装一件后承载板限位板70，分别用2条M24X 130的T型槽用螺栓36和M24X200的T型槽用螺栓68、M24D螺母69和垫圈固定，在10根滚轴30的两端，各安装一个滚动轴承，分两组安装于轴承支架26上；另在后承载板20底板通过M24螺母25安装T型槽板29和6005型滚动轴承28。8.用起重设备将安装有均布压力加载器和滑板定位板23的后承载板20吊起，将两组带有滚轴30的轴承支架26安装在后承载板20底面，用8条Ml2 X 25的内六角螺栓27固定。将安装好滚轴30和滚轴30支架的后承载板20吊装到后承载板20底板上，有均布压力加载器的一面朝向承载框架15。
9.将6个后承载板20固定螺栓穿过后承载板20的安装孔后，在每个螺栓上分别拧上2个六角螺母21，并拧到左边第一个承载框架15上。调整固定螺栓的位置，使后承载板20处于垂直状态后再分别用两个六角螺母21锁紧螺栓和固定后承载板20。10.在靠近滑板支承架底板15 —侧的第一个承载框架15的一边通过M16X50六角螺栓54安装支撑轴55，将压紧螺母49和压紧块52以及压缩弹簧53安装在支承轴55上；在靠近滑板支承架底板15 —侧的第一个承载框架15的另一边安装约束门板支座56部分，通过M16X50六角螺栓57将约束门板支座56固定在第一个承载框架15上，约束门板支座56部分还包括51308型推力球轴承58、约束门销轴59、轴用弹性挡圈60。在压紧螺母49和压紧块52上安装手柄51，在约束门板42前面通过M8 X 16开槽沉头螺钉41安装装饰门板40，在约束门板42后面通过M16X50内六角螺栓39安装约束挡板38，然后在前面通过M16X30内六角螺栓65安装压紧块限位板66和门把手64，门把手64由内六角螺栓46(M16X30)、门把手固定螺杆47、M16六角螺母48固定在约束挡板38上。11.对主机非加工面进行喷漆防护。12.液压系统的连接及操作
液压系统的连接参见图20，用高压软管将液压稳压器与均布压力加载器的引出油管接头连接，油管长度应满足框架双向水平旋转和立面旋转时的需要。稳压器各路与各均布压力加载器的对应关系要准确，液压油及管路要清洁、油路连接要牢固、无渗漏。液压系统排气操作液压稳压器，使所有加载器的活塞全行程往复运动3 5次，最后使所有活塞全部回缩到加载器缸内。操作液压稳压器，使模型就位进退油缸10活塞杆回缩到底，拉动模型就位滑板11和模型就位固定板12 —起移动到承载框架15以外，关闭阀门，使模型就位滑板11暂时处于稳定状态。将制作好的400X600X IOOOmm的试验模型45就位于模型就位固定板12上。试验模型左端与模型就位固定板左端凸起的定位块抵紧，试验模型两个侧面与模型就位固定板对齐。操作液压稳压器对应模型就位进退油缸10的一组，使模型就位进退油缸活塞杆缓慢伸出，推动模型就位滑板11并带动模型就位固定板、试验模型一起移动到承载框架15内腔中。操作液压稳压器对应侧向均布压力加载器(专利号ZL02213775. 0)的一组，使侧向均布压力加载器12活塞伸出，并推动模型抵紧模型另一边的侧向传力板和侧向定位梁。操作液压稳压器对应顶部均布压力加载器(专利号ZL02213775. 0)的四组，使顶部均布压力加载器8活塞伸出，并抵紧模型顶部传力板和模型顶面。操作液压稳压器对应后部均布压力加载器(专利号ZL02213775. 0)的一组，使后部均布压力加载器20活塞伸出，并抵紧模型后端传力板和模型后面。加载试验。根据试验需要，进行约束门板42的开启或关闭。记录试验模型宏观破坏现象，取出模型，对模型破坏形态进行描述、拍照、录像。上述实施例中，所用螺栓、螺钉的规格页可以依据实际情况而定。
权利要求
1.一种岩爆模型试验装置，由主机和液压控制系统组成，其特征是主机主要由基座、模型就位进退油缸(10)、承载框架(15)和约束门板(42)部分组成，所述模型就位进退油缸有两台，对称装在基座上面左部的两侧；承载框架(15)有多个，并排对齐装在基座上面的右部；在由多个呈马蹄形承载框架(15)构成的一个矩形的内腔中，左侧安装侧向定位梁(43)，右侧安装侧向均布压力加载器(67)，上部安装顶部均布压力加载器(16)，底面安装用于模型就位的垫板(63);在第一个承载框架上安装约束门板(42)部分。
2.如权利要求1所述的岩爆模型试验装置，其特征在于所述承载框架(15)，在其左、右两边边的外侧均设有若干个侧部减重孔；在其顶部设有若干个减重孔，且在其顶部中心位置设有I个用于吊装的螺栓孔；在其底部的两端分别加工有2个通孔和I个螺孔，所述通孔用于穿过螺钉固定承载框架，所述螺孔用于安装调平承载框架的螺栓；在其四个角上各加工有I个通孔，承载框架连接螺栓通过此通孔连接承载框架。
3.如权利要求1所述的岩爆模型试验装置，其特征在于所述基座包括自下而上排列的滑板支撑架底板(I)、油缸支座固定架(3 )、滑板支撑架(4 )、油缸支座(6 )、模型就位滑板(11)、模型就位固定板(12)。
4.如权利要求1所述的岩爆模型试验装置，其特征在于所述滑板支承架(4)为钢结构件，其侧部开有4个起减重作用的穿孔。
5.如权利要求1所述的岩爆模型试验装置，其特征在于所述模型就位进退油缸(10)为标准件工程缸，每个模型就位进退油缸由两个油缸支座(6)支撑，每个油缸支座(6)通过油缸支座固定架(3)安装在滑板支承架4左端的两侧，并通过销轴衬套、销轴、销连接在一起。
6.如权利要求1所述的岩爆模型试验装置，其特征在于所述约束门板(42)部分，是在第一个承载框架(15)的侧部，通过约束门板支座(56)和约束门销轴(59)安装约束门板(42)，在约束门板(42)前面用内六角螺栓安装压紧块限位板(66)和门把手(64)，在约束门板(42)前面用螺钉固定装饰门板(40)，在约束门板(42)后面用内六角螺栓安装约束挡板(38)。
7.如权利要求6所述的岩爆模型试验装置，其特征在于所述约束门板(42)部分还包括在第一个承载框架(15)的另一侧部，通过六角螺栓安装压紧块(52)，压紧块的内侧安装有压紧弹簧(53)，使压紧块(52)在压紧块支撑轴(55)上前后移动；在压紧块(52)的外侧安装有推力球轴承(50)、压紧螺母(49)和用于限制压紧块(52)转动角度的压紧块限位板(66);在压紧螺母(49)和压紧块上分别安装有两个手柄(51)，使压紧螺母(49)和压紧块(52)在压紧块支撑轴(55)上转动；约束门板(42)在模型块就位后关闭，通过压紧块(52)、压紧螺母(49)和压紧块限位板(66)固定。
8.如权利要求7所述的岩爆模型试验装置，其特征在于所述的压紧块(52)和压紧螺母(49)通过压紧块支撑轴(55)与第一个承载框架(15)的另一侧部连接在一起。
9.如权利要求1所述的岩爆模拟试验装置，其特征在于所述侧向定位梁(43)与侧向均布压力加载器(67)的空间高度以及固定螺孔的位置一致。
10.权利要求1至9中任一权利要求所述岩爆模型试验装置的用途，其特征是岩爆模拟试验装置可以在室内进行岩爆的复制和再现，通过模拟进行岩爆产生的机理、过程、条件以及有效的控制技术进行研究中的应用，其中模型块体尺寸为100X60X40cm，采用自平衡加卸载系统，实现大尺寸模型岩爆的模拟，进一步减小了因试样尺寸小而导致的明显尺寸效应 ；在所述均布压力加载器和液压控制系统作用下，实现多个方式的模型块加压与卸载。
全文摘要
本发明提供的岩爆模拟试验装置由主机和液压控制系统组成，主机主要由基座、模型就位进退油缸(10)、约束门板(42)部分和承载框架(15)组成，所述模型就位进退油缸有两台，对称装在基座上面左部的两侧；承载框架有多个，并排对齐装在基座上面的右部；在由多个呈马蹄形承载框架构成的一个矩形的内腔中，左侧安装侧向定位梁(43)，右侧安装侧向均布压力加载器(67)，上部安装顶部均布压力加载器(16)，底面安装用于模型就位的垫板(63)；在第一个承载框架上安装约束门板部分。本装置能够在室内实现100×60×40cm的大尺寸模型岩爆的模拟，进一步减小了因试样尺寸小而导致的明显尺寸效应，真实的模拟岩爆现象。
文档编号G01N33/24GK103063461SQ20121058836
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者夏元友, 顾金才, 明治清, 祝文化 申请人:武汉理工大学, 中国人民解放军总参谋部工程兵科研三所