本實(shí)用新型涉及一種巖體試驗(yàn)裝置，具體是一種模擬破碎巖體二次成巖的試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

隨著礦產(chǎn)資源開采進(jìn)入到深部，礦井圍巖支護(hù)面臨越來越多的復(fù)雜破碎巖體以及由破碎巖體壓實(shí)、固結(jié)二次成巖的再生巖體。這種通過破碎巖體壓實(shí)、固結(jié)二次成巖的再生巖體，其內(nèi)部的力學(xué)參數(shù)與原生的煤巖體具有較大的不同，因此在支護(hù)時(shí)也需要采取不同的支護(hù)方式，為了研究這種再生巖體的力學(xué)參數(shù)，一般需要在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行該種再生巖體的力學(xué)試驗(yàn)，在得出其力學(xué)參數(shù)的規(guī)律后可對(duì)礦井下支護(hù)起到指導(dǎo)作用。目前，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)只能通過從礦井內(nèi)取出原有破碎-固結(jié)形成的再生巖體進(jìn)行其力學(xué)性能參數(shù)測(cè)試，但是這種取樣過程非常麻煩，同時(shí)切割后也會(huì)對(duì)該破碎-固結(jié)再生巖體的力學(xué)參數(shù)有所影響，因此實(shí)驗(yàn)室中測(cè)得的數(shù)據(jù)也不準(zhǔn)確。由于目前還沒有設(shè)備或裝置來再現(xiàn)破碎-固結(jié)巖體二次成巖過程以及監(jiān)測(cè)二次成巖相關(guān)的巖體力學(xué)行為，從而導(dǎo)致針對(duì)這種破碎-固結(jié)巖體的支護(hù)缺乏可靠的理論依據(jù)，工程實(shí)際中的支護(hù)設(shè)計(jì)具有較大的盲目性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種模擬破碎巖體二次成巖的試驗(yàn)裝置，能在實(shí)驗(yàn)室中模擬破碎巖體二次成巖的過程，從而便于研究二次成巖過程中破碎巖體再生成巖所需的力學(xué)參數(shù)，同時(shí)對(duì)二次再生巖體進(jìn)行后續(xù)的力學(xué)試驗(yàn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：該種模擬破碎巖體二次成巖的試驗(yàn)裝置，包括軸壓盤、圍壓裝置、底盤和圍壓施加器，所述底盤中部設(shè)有承壓板，圍壓裝置放置在承壓板上，所述圍壓裝置為多個(gè)形狀相同的弧形板拼接圍成的圓筒，所述弧形板的兩側(cè)均設(shè)有多個(gè)圍壓傳遞銷，圍壓傳遞銷的中心設(shè)有安裝孔，所述圍壓施加器由施壓桿和加壓器組成，施壓桿穿過相鄰弧形板上兩個(gè)重合的安裝孔，加壓器設(shè)置在施壓桿上；所述軸壓盤設(shè)置在圓筒上方，軸壓盤的直徑略小于圓筒的內(nèi)徑。

進(jìn)一步，所述施壓桿為弧形螺紋桿，所述弧形螺紋桿的弧度與弧形板的弧度相同。采用弧形螺紋桿可使加壓器施加的力始終垂直于圍壓傳遞銷，進(jìn)而保證各個(gè)弧形板施加的圍壓力的均勻性。

進(jìn)一步，所述加壓器為兩個(gè)彈簧，兩個(gè)彈簧分別設(shè)置在施壓桿的兩端。采用這種兩側(cè)設(shè)置的方式，可使施加的力在弧形板上更均勻。

進(jìn)一步，所述弧形板的外表面設(shè)有定向滑移板，定向滑移板垂直固定在弧形板中部，所述定向滑移板下端設(shè)有定向滑輪組；底盤對(duì)應(yīng)定向滑移板的位置上開設(shè)滑槽，定向滑輪組置于滑槽內(nèi)與滑槽滑動(dòng)配合。

進(jìn)一步，所述定向滑移板的形狀為直角三角形。定向滑移板可采用矩形或直角三角形，優(yōu)選采用直角三角形，這種形狀不僅結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，而且相對(duì)于矩形面積較小，從而節(jié)約材料。

進(jìn)一步，所述軸壓盤上設(shè)有提手。通過提手便于對(duì)軸壓盤的搬移。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用軸壓盤、圍壓裝置、底盤和圍壓施加器相結(jié)合的方式，將破碎巖體放入本裝置內(nèi)，然后通過巖石力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)本裝置施加垂直壓力，并記錄壓力值的變化情況，最終制得破碎巖體二次成巖，并可知整個(gè)二次成巖過程中其力學(xué)參數(shù)的情況，能在實(shí)驗(yàn)室中模擬破碎巖體二次成巖的過程，從而便于研究二次成巖過程中破碎巖體所受的力學(xué)參數(shù)，同時(shí)可對(duì)二次成巖后的巖體進(jìn)行后續(xù)的力學(xué)試驗(yàn)；最終對(duì)礦井下支護(hù)該種破碎巖體二次成巖的巖體提供可靠的理論依據(jù)，使工程實(shí)際支護(hù)設(shè)計(jì)更符合該巖體的力學(xué)特性。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是本實(shí)用新型中軸壓盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖3的A-A向剖面圖；

圖5是本實(shí)用新型中圍壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是圖5的俯視圖；

圖7是本實(shí)用新型中弧形板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本實(shí)用新型中定向滑移板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本實(shí)用新型中底盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是圖9的A-A向剖面圖。

圖中：1、軸壓盤，2、提手，3、弧形板，4、定向滑移板，5、圍壓傳遞銷，6、定向滑輪組，7、加壓器，8、弧形螺紋桿，9、滑槽，10、承壓板。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

如圖1至圖10所示，一種模擬破碎巖體二次成巖的試驗(yàn)裝置，包括軸壓盤1、圍壓裝置、底盤和圍壓施加器，所述底盤中部設(shè)有承壓板10，圍壓裝置放置在承壓板10上，所述圍壓裝置為多個(gè)形狀相同的弧形板3拼接圍成的圓筒，所述弧形板3的兩側(cè)均設(shè)有多個(gè)圍壓傳遞銷5，圍壓傳遞銷5的中心設(shè)有安裝孔，所述圍壓施加器由施壓桿和加壓器7組成，施壓桿穿過相鄰弧形板3上兩個(gè)重合的安裝孔，加壓器7設(shè)置在施壓桿上；所述軸壓盤1 設(shè)置在圓筒上方，軸壓盤1的直徑略小于圓筒的內(nèi)徑。

進(jìn)一步，所述施壓桿為弧形螺紋桿8，所述弧形螺紋桿8的弧度與弧形板3的弧度相同。采用弧形螺紋桿8可使加壓器7施加的力始終垂直于圍壓傳遞銷5，進(jìn)而保證各個(gè)弧形板3 施加圍壓力的均勻性。

進(jìn)一步，所述加壓器7為兩個(gè)彈簧，兩個(gè)彈簧分別設(shè)置在施壓桿的兩端。采用這種兩側(cè)設(shè)置的方式，可使施加的力在弧形板3上更均勻。

進(jìn)一步，所述弧形板3的外表面設(shè)有定向滑移板4，定向滑移板4垂直固定在弧形板3 中部，所述定向滑移板4下端設(shè)有定向滑輪組6；底盤對(duì)應(yīng)定向滑移板4的位置上開設(shè)滑槽 9，定向滑輪組6置于滑槽9內(nèi)與滑槽9滑動(dòng)配合。

進(jìn)一步，所述定向滑移板4的形狀為直角三角形。定向滑移板4可采用矩形或直角三角形，優(yōu)選采用直角三角形，這種形狀不僅結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，而且相對(duì)于矩形面積較小，從而節(jié)約材料。

進(jìn)一步，所述軸壓盤1上設(shè)有提手2。通過提手2便于對(duì)軸壓盤1的搬移。

本實(shí)用新型的工作過程為：

A、將多個(gè)弧形板3拼接后圍成圓筒，將相鄰弧形板3兩側(cè)的圍壓傳遞銷5相接觸并使其安裝孔重合；

B、在每組重合的安裝孔上均穿過一弧形螺紋桿8，弧形螺紋桿8上套有兩個(gè)彈簧，所述彈簧分別設(shè)置在安裝孔的兩側(cè)，完成圍壓裝置最大圍壓力的設(shè)定；

C、將組裝完成的圍壓裝置放置在底盤的承壓板10上，并使定向滑輪組6處于底盤的滑槽9內(nèi)，圍壓裝置與底盤形成圓桶形容器；

D、將進(jìn)行試驗(yàn)的破碎巖體放入圓桶形容器內(nèi)直至容器盛滿，然后將軸壓盤1蓋在圍壓裝置上；

E、采用巖石力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)軸壓盤1施加垂直向下的壓力，該壓力的壓力值由零漸漸增大，由于在礦井下破碎巖體壓實(shí)、固結(jié)的過程中也是破碎巖體漸漸增多使處于底部的破碎巖體漸漸受力增加，此時(shí)破碎巖體在垂直方向上受壓壓緊的壓力值漸漸增大的同時(shí)破碎巖體會(huì)向四周施壓，由于力的作用是相互的，故其受到四周圍壓裝置施加的圍壓力也在漸漸增大；

F、當(dāng)破碎巖體壓緊且圍壓達(dá)到設(shè)定的最大值之后，弧形板3沿著滑槽9向四周開始擴(kuò)開時(shí)，停止對(duì)軸壓盤1施加垂直向下的壓力，此時(shí)破碎巖體受到圍壓裝置的圍壓力達(dá)到最大，完成破碎巖體二次成巖的過程，并記錄垂直壓力的變化情況；

G、調(diào)節(jié)步驟B中彈簧的初始形變力，即調(diào)節(jié)圍壓裝置的最大圍壓力大小，重復(fù)步驟D 至F，從而實(shí)現(xiàn)不同最大圍壓下破碎巖體的二次成巖過程。