本實(shí)用新型涉及一種用于光彈試驗(yàn)施加荷載的支撐框架，特別涉及平面光彈試驗(yàn)中面力模擬地應(yīng)力的加載。

背景技術(shù)：

光測(cè)彈性學(xué)方法(photoelasticity)，簡(jiǎn)稱光彈性法，是將光學(xué)和力學(xué)緊密結(jié)合進(jìn)行應(yīng)力分析的一種試驗(yàn)技術(shù)，采用具有雙折射性能的透明材料制作出和被研究對(duì)象形狀幾何相似的模型，并使模型受力情況與被研究對(duì)象的荷載相似，將受力后的模型置于偏振光場(chǎng)之中，即可以顯示所形成的與應(yīng)力場(chǎng)有關(guān)的干涉條紋圖像，形成的這些條紋圖像與模型內(nèi)部各點(diǎn)的應(yīng)力及受力模型的邊界有關(guān)，根據(jù)光彈性原理，便可以求出模型的內(nèi)部和表面的各點(diǎn)應(yīng)力方向、大小。

光彈性法從1816年布儒斯特(Devid Brewster)發(fā)現(xiàn)透明非晶體材料的人工雙折射現(xiàn)象算起，至今已有200年的歷史。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，光彈性法已經(jīng)成為一門成熟的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，廣泛用于機(jī)械設(shè)計(jì)、水利工程建筑、橋梁工程、房屋建造等許多領(lǐng)域，在建立設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、提高工程可靠性，減輕重量、降低成本等方面也積累了許多經(jīng)驗(yàn)。光彈性技術(shù)仍在不斷發(fā)展，用它來研究工程結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力、動(dòng)態(tài)應(yīng)力、彈塑性應(yīng)力等問題，都已取得成效，光彈性法在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用，為該領(lǐng)域提供了一種迅速、準(zhǔn)確，經(jīng)濟(jì)、有效的應(yīng)力分析方法，其主要特點(diǎn)是直觀性強(qiáng)，可以得到全場(chǎng)信息。通過光彈試驗(yàn)，可以直接測(cè)定那些形狀及受力復(fù)雜的構(gòu)件的應(yīng)力，不僅可以準(zhǔn)確的分析平面問題，而且能夠有效解決三維問題，同時(shí)也能迅速、準(zhǔn)確地找到應(yīng)力集中部位，確定構(gòu)件的應(yīng)力集中系數(shù)，為優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)性能提供試驗(yàn)依據(jù)。

隨著煤礦開采深度、廣度和強(qiáng)度的不斷增加，深部高應(yīng)力巷道圍巖變形增大，支護(hù)成本成倍增加。深部巷道大變形的穩(wěn)定及控制，已成為深部煤炭資源開發(fā)面臨的難題之一。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出的現(xiàn)代支護(hù)理念認(rèn)為：巷道的穩(wěn)定性控制應(yīng)適當(dāng)允許圍巖變形，并充分提高和發(fā)揮圍巖自身承載力，與支護(hù)結(jié)構(gòu)共同形成互相協(xié)調(diào)、互相作用的支承系統(tǒng)；該支護(hù)理念已被廣泛接受，并提出了一次支護(hù)(錨桿+噴層)-可縮層(泡沫塑料等可縮材料)-二次支護(hù)(鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層、錨索、注漿、U型鋼、W鋼帶等)等支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，對(duì)于解決深部巷道圍巖穩(wěn)定性問題具有較明顯的效果。對(duì)于這種復(fù)合支護(hù)體系中各結(jié)構(gòu)單元或部分組合單元的作用，國內(nèi)外做過大量的物理、數(shù)值和理論研究，但目前還沒有對(duì)這種復(fù)合支護(hù)體系整體耦合作用進(jìn)行研究。

提供一種能夠利用帶底拱巷道斷面的平面光彈模型來研究巷道的平面應(yīng)變問題，并設(shè)計(jì)光彈試驗(yàn)所需的三方向力加載裝置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)較大平面光彈模型外圍進(jìn)行均布力加載，達(dá)到模擬地應(yīng)力的目的，已經(jīng)是一個(gè)急需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于光彈試驗(yàn)施加荷載的支撐框架，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種用于光彈試驗(yàn)施加荷載的支撐框架，包括框架下梁，與框架下梁平行設(shè)置的框架上梁，以及分別設(shè)置在框架下梁與框架上梁兩端，且與框架下梁與框架上梁垂直固定連接的框架支柱，所述框架下梁設(shè)置有下滑軌，框架下梁上側(cè)設(shè)置有下滑動(dòng)卡槽與模板下卡槽，所述框架上梁設(shè)置有上滑軌，框架上梁下側(cè)設(shè)置有加荷板上滑動(dòng)卡槽，所述上滑軌與下滑軌均為貫穿支撐框架前后面的直槽口結(jié)構(gòu)，所述框架支柱設(shè)置有由支撐框架內(nèi)側(cè)向外側(cè)貫穿的支柱直槽口。

本實(shí)用新型的有益效果是：穩(wěn)定性好，實(shí)用性強(qiáng)，設(shè)置滑軌方便安裝水平加荷板，靈活性增強(qiáng)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一種用于光彈試驗(yàn)施加荷載的支撐框架的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型一種用于光彈試驗(yàn)施加荷載的支撐框架的支撐框架使用狀態(tài)意圖；

圖3是本實(shí)用新型一種用于光彈試驗(yàn)施加荷載的支撐框架的框架下梁橫截面剖視示意圖；

圖4是本實(shí)用新型一種用于光彈試驗(yàn)施加荷載的支撐框架的框架上梁橫截面剖視示意圖；

圖5是本實(shí)用新型一種用于光彈試驗(yàn)施加荷載的支撐框架的框架支柱左視示意圖；

圖6是本實(shí)用新型一種用于光彈試驗(yàn)施加荷載的支撐框架的水平加荷板立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本實(shí)用新型一種用于光彈試驗(yàn)施加荷載的支撐框架的水平加荷板正面示意圖；

圖8是本實(shí)用新型一種用于光彈試驗(yàn)施加荷載的支撐框架的豎向加荷板立體示意圖；

圖9是本實(shí)用新型一種用于光彈試驗(yàn)施加荷載的支撐框架的支架示意圖；

圖10是本實(shí)用新型一種用于光彈試驗(yàn)施加荷載的支撐框架的豎向加力裝置示意圖；

圖11是本實(shí)用新型一種用于光彈試驗(yàn)施加荷載的支撐框架的水平加力裝置示意圖；

圖12是本實(shí)用新型一種用于光彈試驗(yàn)施加荷載的支撐框架的鎖緊裝置示意圖；

圖13是本實(shí)用新型一種用于光彈試驗(yàn)施加荷載的支撐框架的水平穩(wěn)壓器、上穩(wěn)壓器置示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

如圖1至圖13所示，本實(shí)用新型提供一種用于光彈試驗(yàn)施加荷載的支撐框架，包括框架下梁71，與框架下梁71平行設(shè)置的框架上梁72，以及分別設(shè)置在框架下梁與框架上梁兩端，且與框架下梁與框架上梁垂直固定連接的框架支柱73，所述框架下梁71設(shè)置有下滑軌711，框架下梁上側(cè)設(shè)置有下滑動(dòng)卡槽712與模板下卡槽713，所述框架上梁72設(shè)置有上滑軌722，框架上梁下側(cè)設(shè)置有加荷板上滑動(dòng)卡槽721，所述上滑軌722與下滑軌711均為貫穿支撐框架前后面的直槽口結(jié)構(gòu)，所述框架支柱73設(shè)置有由支撐框架7內(nèi)側(cè)向外側(cè)貫穿的支柱直槽口731。

該實(shí)用新型需組裝到光彈試驗(yàn)加載裝置按照以下方式裝配，光彈試驗(yàn)加載裝置包括底座1，底座1上側(cè)設(shè)置有支撐框架7，支撐框架7一側(cè)設(shè)置有錄像裝置2，錄像裝置采用錄像機(jī)，錄像機(jī)正對(duì)支撐框架所形成的面，錄像機(jī)主要記錄試驗(yàn)時(shí)光彈模型受壓是的波紋動(dòng)態(tài)，錄像裝置2固定在支架8上端，支架8下端固定在底座1上側(cè)，支撐框架7為矩形框架，包括框架下梁71，與框架下梁71平行設(shè)置的框架上梁72，以及分別設(shè)置在框架下梁與框架上梁兩端，且與框架下梁與框架上梁垂直固定連接的框架支柱73，兩個(gè)框架支柱(73)之間設(shè)置有兩個(gè)水平加荷板4，水平加荷板4能夠沿框架上梁方向左右移動(dòng)，且水平加荷板4上端與框架上梁垂直連接，下端與框架下梁垂直連接，水平加荷板直接與框架上梁連接簡(jiǎn)化了內(nèi)部構(gòu)造，同時(shí)也方便適應(yīng)不同大小的光彈模型進(jìn)行試驗(yàn)，兩個(gè)水平加荷板之間設(shè)置有豎向加荷板6，豎向加荷板6能夠沿水平加荷板上下移動(dòng)，水平加荷板與水平加力裝置3的一端連接，水平加力裝置3的另一端與框架支柱連接，豎向加荷板與豎向加力結(jié)構(gòu)5的一端連接，豎向加力裝置5的另一端與框架上梁連接。

所述框架下梁71設(shè)置有下滑軌711，框架下梁上側(cè)設(shè)置有下滑動(dòng)卡槽712與模板下卡槽713，框架上梁72設(shè)置有上滑軌722，框架上梁下側(cè)設(shè)置有加荷板上滑動(dòng)卡槽721，上滑軌722與下滑軌711均為貫穿支撐框架前后面的直槽口結(jié)構(gòu)，框架支柱73設(shè)置有由支撐框架7內(nèi)側(cè)向外側(cè)貫穿的支柱直槽口731。

所述水平加荷板4包括兩個(gè)支撐板41，兩個(gè)支撐板41之間設(shè)置有卡板42，卡板兩端設(shè)有插孔，支撐板41設(shè)置有與卡板42位置對(duì)應(yīng)的插孔，兩者通過插栓插接，卡板與支撐板插接插入高度不一的光彈模型，當(dāng)光彈模型高是加裝卡板，光彈模型低時(shí)卸下多余卡板，以便于豎向加荷板上下移動(dòng)對(duì)光彈模型施加向下荷載，卡板內(nèi)側(cè)設(shè)置有豎向卡槽43，豎向卡槽用于卡接光彈模型，以保證光彈模型穩(wěn)定，支撐板設(shè)置有豎向直槽口47，豎向直槽口47位于卡板外側(cè)直槽口用于限定豎向加荷板移動(dòng)位置，支撐板兩端設(shè)置有定位插孔44。

所述支撐板41兩端分別滑動(dòng)插接在上滑動(dòng)卡槽721、下滑動(dòng)卡槽712內(nèi)，支撐板通過兩端定位插孔44與上滑軌、下滑軌711滑動(dòng)插接。

所述豎向加荷板6設(shè)置有橫向直槽口61，豎向加荷板6下側(cè)設(shè)置有模板上卡槽62，模板上卡槽用于卡接光彈模型。

所述支架8包括倒V形支腿83，倒V形支腿與伸縮套管82固定連接，伸縮套管82與伸縮桿81滑動(dòng)插接，便于對(duì)于不同模型調(diào)整到適合的高度，以方便拍攝。

所述底座1為四邊形框架結(jié)構(gòu)，底座1下側(cè)設(shè)置有四個(gè)萬向輪11，萬向輪位于底座1的四邊形框架拐角處，設(shè)置萬向輪方便裝置移動(dòng)。

所述豎向壓力裝置5包括上穩(wěn)壓器53，上穩(wěn)壓器上側(cè)與上壓力感應(yīng)器52一端連接，壓力感應(yīng)器將所受壓力傳送到外部數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和顯示裝置，方便數(shù)據(jù)記錄和加力的控制，上壓力感應(yīng)器另一端與上電動(dòng)液壓缸51固定連接，電動(dòng)液壓缸出力穩(wěn)定，有利于試驗(yàn)準(zhǔn)確性；水平壓力裝置包括承壓板31，承壓板31一側(cè)設(shè)置有定位墊33，定位墊上側(cè)與水平穩(wěn)壓器32的一端連接，水平穩(wěn)壓器另一端與水平壓力感應(yīng)器34的一端連接，水平壓力感應(yīng)器34另一端與水平電動(dòng)液壓缸35一端連接，水平電動(dòng)液壓缸35另一端固定在鎖緊裝置36上，鎖緊裝置36與框架支柱73連接。

所述上穩(wěn)壓器53與水平穩(wěn)壓器32包括彈簧321，，彈簧可以在光彈模型內(nèi)部卸荷出現(xiàn)載荷波動(dòng)時(shí)，通過釋放彈性勢(shì)能保持加載載荷的基本恒定，彈簧兩端連接連個(gè)彈簧蓋322，滑桿323垂直穿過兩個(gè)彈簧蓋322，與兩個(gè)彈簧蓋322滑動(dòng)連接，滑桿保持彈簧蓋沿滑桿方向豎直滑動(dòng)，減小彈簧彎曲變形。

所述的鎖緊裝置36包括底板365，底板上側(cè)豎直設(shè)置有固定柱361，固定柱兩側(cè)設(shè)置有兩根與底板垂直連接的螺栓366，螺栓366與插板363連接，插板設(shè)置有與與固定柱361位置對(duì)應(yīng)的通孔，插板上側(cè)設(shè)置有螺母362，螺母與螺栓配合連接，定位柱頂端與電動(dòng)液壓裝置連接，定位柱插入支柱直槽口與框架支柱滑動(dòng)連接，當(dāng)光彈模型較大，高度較高，為了對(duì)模型加力不偏斜將鎖緊裝置向上提起，提到模型中心高度，螺母與螺栓配合鎖緊插板363，插板與底板配合卡緊框架支柱。

使用時(shí)，光彈模型（多為環(huán)氧樹脂板材）安裝前調(diào)整卡板插接數(shù)目保持和模型高度匹配，將光彈模型卡接本裝置，調(diào)整鎖緊裝置高度置模板中心高度一致，起動(dòng)錄像裝置，起動(dòng)電動(dòng)液壓缸對(duì)模型施加荷載。

盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變形，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。