本實用新型涉及一種用于相似材料模擬試驗的材料壓實裝置，尤其適用于采礦工程及巖土工程領(lǐng)域中的相似材料模擬試驗。

背景技術(shù)：

相似材料模擬試驗是用與天然巖石（土）物理力學性質(zhì)相似的人工材料，按礦山等地質(zhì)條件的實際原型，科學地遵循一定比例縮小做成模型，然后在模型中進行巷道開挖、采煤工作面回采等以模擬采場活動，觀察巖層的移動、變形和破壞等情況，推測現(xiàn)場原型中發(fā)生的情況。相似材料模擬試驗憑借著清楚直觀的效果，在采礦工程及巖土工程領(lǐng)域的科學問題研究中占有重要的地位。

目前，相似材料模擬試驗在模型制作過程中，材料的壓實主要采用人工反復夯實的方法完成，特別是當模型較大時，這種方法工作量大，耗時長，效率低下，而且材料壓實過程中難以保證材料的密實度及平整度達到預定要求；操作人員不同時，材料的密實度有差異，會導致成型后模擬巖層的物理力學特性不能很好的與工程巖體相匹配，試驗結(jié)果的可信度較低；另外，相似材料模擬試驗中所使用的千斤頂只是用于在所有材料鋪設(shè)完成后對其施加壓力以模擬上覆巖層的重量，在相似材料模擬試驗中并不能得到充分的利用。

現(xiàn)有技術(shù)中，針對相似材料模型制作過程中材料的壓實方法，進行了一系列技術(shù)改進，例如：（1）專利申請CN105388306A公開了一種可模擬傾斜巖層的全自動相似模擬試驗裝置及方法，可替代人工實現(xiàn)相似材料模擬試驗時試驗材料的壓實。但是，該類裝置增加了千斤頂?shù)臄?shù)目，結(jié)構(gòu)復雜、制造成本和維修成本偏高；壓實裝置雖然實現(xiàn)了自動化，但是壓實范圍有限，為了壓實全部材料需要往返運動，使得壓實材料的時間大大加長，難以滿足材料快速壓實的要求，效率較低；而且由于該裝置在工作過程中需要像人工方法一樣不斷移動對材料進行壓實，因此無法確保材料的密實度及平整度。（2）已有專利CN103728422B公開了一種用于相似模擬試驗的自移式布料及振實裝置，雖然可以實現(xiàn)試驗材料的振實，但是該裝置振實范圍有限，需要像人工方法一樣不斷移動對材料進行振實，效率較低；該裝置屬于獨立裝置，其結(jié)構(gòu)過于復雜，制造成本和維修成本過高，易發(fā)生故障；（3）專利申請CN105353093A公開了一種相似材料模擬試驗的自動鋪料裝置及其使用方法，雖然也可以實現(xiàn)試驗材料的壓實，但是該裝置壓實范圍有限，仍然需要像人工方法一樣不斷移動對材料進行壓實，效率較低；該裝置也屬于獨立裝置，而且增加了液壓缸（千斤頂）等裝置，結(jié)構(gòu)復雜，制造成本和維修成本偏高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提出了一種用于相似材料模擬試驗的材料壓實裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，充分利用現(xiàn)有千斤頂?shù)妊b置，實現(xiàn)方便且成本低，操作簡便，壓實速度快，提高了相似材料模型的平整度。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種用于相似材料模擬試驗的材料壓實裝置，其特征在于，它由加壓板，雙作用液壓千斤頂，雙作用液壓千斤頂?shù)鬃?，手搖式螺旋升降器，手搖式螺旋升降器底座組成。其中：

所述加壓板為矩形鋼板，所述矩形鋼板的長度和寬度均略小于相似材料模擬試驗中盛放試驗材料槽的長度和寬度，所述矩形鋼板與所有雙作用液壓千斤頂活塞端頭的表面均焊接在一起。

所述雙作用液壓千斤頂共有多個，所述雙作用液壓千斤頂活塞朝下，所述雙作用液壓千斤頂固定在雙作用液壓千斤頂?shù)鬃稀?/p>

所述雙作用液壓千斤頂?shù)鬃扇齻€矩形鋼板焊接而成，一個矩形鋼板位于相似材料模擬試驗臺中間，其尺寸要求能固定所有的雙作用液壓千斤頂；另外兩個矩形鋼板分別布置在相似材料模擬試驗臺的兩側(cè)，矩形鋼板的一側(cè)與設(shè)在相似材料模擬試驗臺中間的矩形鋼板的一側(cè)焊接在一起，矩形鋼板的形狀呈“回”字狀，空心處穿過相似材料模擬試驗臺兩側(cè)的支架，在與手搖式螺旋升降器絲杠對應的部位設(shè)有與手搖式螺旋升降器絲杠相配合的內(nèi)螺紋通孔。

所述手搖式螺旋升降器設(shè)在相似材料模擬試驗臺的兩側(cè)，所述手搖式螺旋升降器底座設(shè)有內(nèi)螺紋通孔，相似材料模擬試驗臺底座位于相似材料模擬試驗臺兩側(cè)，其上方與手搖式螺旋升降器底座上的內(nèi)螺紋通孔對應的位置也設(shè)有內(nèi)螺紋通孔，所述內(nèi)螺紋通孔通過與螺釘?shù)呐浜蠈⑹謸u式螺旋升降器固定在相似材料模擬試驗臺底座的上方。

使用時，在相似材料模擬試驗臺盛放試驗材料的槽內(nèi)加入預先配置好的試驗材料；操縱手搖式螺旋升降器，使加壓板和雙作用液壓千斤頂在雙作用液壓千斤頂?shù)鬃膸酉孪陆档皆囼灢牧仙戏胶线m的位置；操縱雙作用液壓千斤頂，使雙作用液壓千斤頂?shù)幕钊磸蜕舷逻\動，帶動加壓板反復壓實試驗材料，不同試驗材料通過調(diào)節(jié)雙作用液壓千斤頂油壓的大小改變密實度；在一層試驗材料壓實完成后，操縱手搖式螺旋升降器，使加壓板和雙作用液壓千斤頂在雙作用液壓千斤頂?shù)鬃膸酉律仙皆囼灢牧仙戏胶线m的位置，再向盛放試驗材料的槽內(nèi)加入另一模擬巖層的試驗材料；重復上述第三、四步，直至整個相似材料模型的壓實工作全部完成。

本實用新型的有益效果及優(yōu)點：充分利用了現(xiàn)有相似材料模擬試驗臺中的液壓千斤頂，液壓千斤頂為雙作用液壓千斤頂，復位速度快，壓力大，可以滿足對試驗材料反復加壓的要求，對材料的壓實效果好；加壓板的長度和寬度略小于相似材料模擬試驗中盛放試驗材料的槽的長度和寬度，可以實現(xiàn)對槽內(nèi)試驗材料的全部加壓，壓實范圍大，不需要像人工方法一樣不斷移動對材料進行壓實，壓實速度快，大大降低了勞動強度，提高了試驗效率；可大幅提高相似材料模型的平整度，可以滿足不同巖層對試驗材料密實度的要求，增強了試驗結(jié)果的可信度；結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)方便，機動性高，便于操縱，制造成本低，安裝與拆卸方便，維修成本低。

附圖說明

圖1為本實用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型的側(cè)視圖。

圖中：1-加壓板，2-雙作用液壓千斤頂，3-雙作用液壓千斤頂?shù)鬃?-內(nèi)螺紋通孔，5-手搖式螺旋升降器，6-手搖式螺旋升降器底座，7-螺釘。

具體實施方式

本實用新型提供了一種用于相似材料模擬試驗的材料壓實裝置，為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案以及優(yōu)點更清楚、明確，以下將結(jié)合附圖與具體實施例對本實用新型進一步詳細說明。

如圖1~圖2所示，一種用于相似材料模擬試驗的材料壓實裝置，包括加壓板1，雙作用液壓千斤頂2，雙作用液壓千斤頂?shù)鬃?，手搖式螺旋升降器5，手搖式螺旋升降器底座6。

所述加壓板1為矩形鋼板，所述矩形鋼板的長度和寬度均略小于相似材料模擬試驗中盛放試驗材料槽的長度和寬度，所述矩形鋼板與所有雙作用液壓千斤頂1活塞端頭的表面均焊接在一起。

所述雙作用液壓千斤頂2共有多個，所述雙作用液壓千斤頂2活塞朝下，所述雙作用液壓千斤頂2固定在雙作用液壓千斤頂?shù)鬃?。

所述雙作用液壓千斤頂?shù)鬃?由三個矩形鋼板焊接而成，一個矩形鋼板位于相似材料模擬試驗臺中間，其尺寸要求能固定所有的雙作用液壓千斤頂2；另外兩個矩形鋼板分別布置在相似材料模擬試驗臺的兩側(cè)，矩形鋼板的一側(cè)與設(shè)在相似材料模擬試驗臺中間的矩形鋼板的一側(cè)焊接在一起，矩形鋼板的形狀呈“回”字狀，空心處穿過相似材料模擬試驗臺兩側(cè)的支架，在與手搖式螺旋升降器5絲杠對應的部位設(shè)有與手搖式螺旋升降器5絲杠相配合的內(nèi)螺紋通孔4。

所述手搖式螺旋升降器5設(shè)在相似材料模擬試驗臺的兩側(cè)，所述手搖式螺旋升降器底座6設(shè)有內(nèi)螺紋通孔，相似材料模擬試驗臺底座位于相似材料模擬試驗臺兩側(cè)，其上方與手搖式螺旋升降器底座6上的內(nèi)螺紋通孔對應的位置也設(shè)有內(nèi)螺紋通孔，所述內(nèi)螺紋通孔通過與螺釘7的配合將手搖式螺旋升降器5固定在相似材料模擬試驗臺底座的上方。

本實用新型壓實裝置的使用方法，大體包括以下步驟：

（1）在相似材料模擬試驗臺盛放試驗材料槽內(nèi)加入預先配置好的試驗材料；

（2）操縱手搖式螺旋升降器5，使加壓板1和雙作用液壓千斤頂2在雙作用液壓千斤頂?shù)鬃?的帶動下下降到試驗材料上方合適的位置；

（3）操縱雙作用液壓千斤頂2，使雙作用液壓千斤頂2的活塞反復上下運動，帶動加壓板1反復壓實試驗材料，不同試驗材料通過調(diào)節(jié)雙作用液壓千斤頂2油壓的大小改變密實度；

（4）在一層試驗材料壓實完成后，操縱手搖式螺旋升降器5，使加壓板1和雙作用液壓千斤頂2在雙作用液壓千斤頂?shù)鬃?的帶動下上升到試驗材料上方合適的位置，再向盛放試驗材料的槽內(nèi)加入另一模擬巖層的試驗材料；

（5）重復上述第三、四步，直至整個相似材料模型的壓實工作全部完成。

當然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本實用新型的保護范圍。