礦山采動順層滑坡試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種采動對邊坡影響的試驗裝置，尤其涉及一種礦山采動順層滑坡試驗裝置。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的采動滑坡相似模擬試驗臺在進行試驗的過程中，需要在模型中裝填由基巖、煤層、上覆巖層及地表邊坡組成的相似材料，并通過人工開挖來模擬采動對邊坡的影響。這種試驗裝置在進行人工開挖時很難準確模擬開挖范圍及邊界；當煤層埋厚較深時，所需配制的相似材料較多，裝填材料的工作量大；當煤層上覆巖層地質構造復雜時，難以準確模擬實際地質情況。
[0003]礦山采動滑坡的相似模擬試驗比較少，這是因為:1.礦山采煤工作面位置一般距地表200m以外，若要將滑坡滑面與采煤工作面放置在同一個模型中，滑坡面相對于整個模型將很小，不足以模擬其采動影響后的運移狀態(tài)；2.巖層滑坡面與水平面一般呈較大傾角，不利于相似材料的裝填；3.未見相似滑動面的相關模擬。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，本實用新型提供了一種礦山采動順層滑坡試驗裝置，該試驗裝置能模擬不同滑面形態(tài)、不同滑面撓曲程度、滑面不同變形速度和分布不同抗剪強度等條件下各種形態(tài)滑體的變形破壞及穩(wěn)定性。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型采用了如下技術方案:
[0006]礦山采動順層滑坡試驗裝置，包括試驗臺、左框架、右框架、基板、氣缸、距離調節(jié)機構和可變滑面，所述左框架豎直設置在試驗臺的左側，右框架豎直設置在試驗臺的右側，在左框架的內(nèi)側設置多個不同高度的固定卡孔，基板的一端鉸接在右框架的內(nèi)側，基板的另一端連接在左框架上的固定卡孔上，所述氣缸的缸體安裝在試驗臺上，氣缸的活塞桿斜向上頂在基板的底部并靠近基板的另一端；所述可變滑面設置在基板的上方，在基板與可變滑面之間均勻設置多個距離調節(jié)機構；所述距離調節(jié)機構包括上支撐螺桿、可調螺母和下支撐螺桿，所述下支撐螺桿的底部連接在基板上，下支撐螺桿的頂部旋合在可調螺母的一端內(nèi)，上支撐螺桿的底部旋合在可調螺母的另一端內(nèi)，所述上支撐螺桿的頂端頂在可變滑面的底部。
[0007]作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述基板傾斜設置在試驗臺的上方。
[0008]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下技術效果:
[0009]1、通過氣缸的活塞桿支撐調節(jié)可變滑面高度后由固定卡孔固定，來調節(jié)滑面及巖層傾角。
[0010]2、通過旋轉連接可變滑面的可調螺母來調節(jié)滑面形態(tài)，模擬地下開挖后呈凹形、凸形、S形和反S形滑動面。
[0011]3、改用可變滑面間接模擬地下開挖對邊坡的影響，大大節(jié)省了配制和裝填滑面以下相似材料的時間，節(jié)約材料用量，且數(shù)值模擬計算結果較人工開挖更為準確，可操作性更強。
[0012]4、節(jié)省材料，減少了配制和裝填材料的工作量，改人工開挖為數(shù)值模擬和調節(jié)可變滑面，結果更加準確，可操作性更強。
[0013]5、該試驗裝置能模擬不同滑面形態(tài)、不同滑面撓曲程度、滑面的不同變形速度和分布不同抗剪強度等條件下各種形態(tài)滑體的變形破壞及穩(wěn)定性，能方便地測定滑面及滑體各點的應力及位移。
【附圖說明】
[0014]圖1為礦山采動順層滑坡試驗裝置的結構示意圖；
[0015]圖2為在模擬的滑面巖層模型的前側面安裝坐標篩網(wǎng)和鋼釘?shù)慕Y構示意圖。
[0016]附圖中:1 一試驗臺；2—左框架；3—右框架；4一基板；5—氣缸；6—可變滑面；7—固定卡孔；8—上支撐螺桿；9一可調螺母；10—下支撐螺桿；11一轉軸；12—模擬的滑面巖層模型；13—坐標篩網(wǎng)；14一鋼釘；15—氣泵。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細地描述。
[0018]如圖1所示，礦山采動順層滑坡試驗裝置包括試驗臺1、左框架2、右框架3、基板4、氣缸5、距離調節(jié)機構和可變滑面6。左框架2豎直設置在試驗臺I的左側，右框架3豎直設置在試驗臺I的右側，在左框架2的內(nèi)側設置多個不同高度的固定卡孔7，基板4的一端通過轉軸11鉸接在右框架3的內(nèi)側，基板4的另一端連接在左框架2上的固定卡孔7上，氣缸5的缸體安裝在試驗臺I上，氣缸5的活塞桿斜向上頂在基板4的底部并靠近基板4的另一端。本實施例中，將基板4傾斜設置在試驗臺I的上方?？勺兓?設置在基板4的上方，在基板4與可變滑面6之間均勻設置多個距離調節(jié)機構。距離調節(jié)機構包括上支撐螺桿8、可調螺母9和下支撐螺桿10，下支撐螺桿10的底部連接在基板4上，下支撐螺桿10的頂部旋合在可調螺母9的一端內(nèi)，上支撐螺桿8的底部旋合在可調螺母9的另一端內(nèi)，上支撐螺桿8的頂端頂在可變滑面6的底部。
[0019]使用該礦山采動順層滑坡試驗裝置時:首先配制模擬滑面巖層所需的原料；然后在可變滑面上均勻涂抹一層黃油，模擬滑動面與下部巖層之間軟弱夾層的摩擦面，以使其粘聚力和內(nèi)摩擦角與軟弱夾層的實際情況相符；再在可變滑面6的前側設置前擋板，在可變滑面6的后側設置后擋板，可變滑面6、左框架2、右框架3、前擋板和后擋板組成模型框架，將配好的滑面巖層材料裝入模型框架內(nèi)，搗固壓實，并用刮刀抹平，隨著配好的滑面巖層材料的不斷裝填，前擋板和后擋板也隨之不斷向上安裝，直至模擬的滑面巖層模型12制作完成；模擬的滑面巖層模型12干燥3天后拆去前擋板，在模擬的滑面巖層模型12的前側面掛上坐標篩網(wǎng)13，然后在坐標篩網(wǎng)13上布置多個插入模擬的滑面巖層模型12內(nèi)的鋼釘14作為測點，如圖2所示。將鋼釘14編好序號，待模擬的滑面巖層模型12再通風干燥2天后拆去后擋板，待模擬的滑面巖層模型12穩(wěn)定后開始進行可變滑面的調節(jié)和滑面巖層模型形態(tài)變化的觀測。最后開動與氣缸5連接的氣泵15，調節(jié)氣缸5的活塞桿伸出的長度，改變可變滑面的傾角，達到需要位置后，調整基板4與固定卡孔7連接的位置，將基板4與固定卡孔7固定。調節(jié)可調螺母9改變可變滑面6的形態(tài)，模擬地下開挖后呈凹形、凸形、S形和反S形滑動面，觀察模擬的滑面巖層模型前側面上的鋼釘?shù)奈恢米兓?，用來模擬煤層開采對邊坡的影響。
[0020]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.礦山采動順層滑坡試驗裝置，其特征在于:包括試驗臺(1)、左框架(2)、右框架(3)、基板(4)、氣缸(5)、距離調節(jié)機構和可變滑面(6);所述左框架(2)豎直設置在試驗臺(I)的左側，右框架(3)豎直設置在試驗臺(I)的右側，在左框架(2)的內(nèi)側設置多個不同高度的固定卡孔(7)，基板(4)的一端鉸接在右框架(3)的內(nèi)側，基板(4)的另一端連接在左框架(2)上的固定卡孔(7)上，所述氣缸(5)的缸體安裝在試驗臺(I)上，氣缸(5)的活塞桿斜向上頂在基板(4)的底部并靠近基板(4)的另一端；所述可變滑面(6)設置在基板(4)的上方，在基板(4)與可變滑面(6)之間均勻設置多個距離調節(jié)機構；所述距離調節(jié)機構包括上支撐螺桿(8)、可調螺母(9)和下支撐螺桿(10)，所述下支撐螺桿(10)的底部連接在基板(4)上，下支撐螺桿(10)的頂部旋合在可調螺母(9)的一端內(nèi)，上支撐螺桿(8)的底部旋合在可調螺母(9)的另一端內(nèi)，所述上支撐螺桿(8)的頂端頂在可變滑面(6)的底部。2.根據(jù)權利要求1所述的礦山采動順層滑坡試驗裝置，其特征在于:所述基板(4)傾斜設置在試驗臺(I)的上方。
【專利摘要】本實用新型公開了一種礦山采動順層滑坡試驗裝置，包括試驗臺、左框架、右框架、基板、氣缸、距離調節(jié)機構和可變滑面；左框架和右框架豎直設置在試驗臺的左右兩側，在左框架的內(nèi)側設置多個不同高度的固定卡孔，基板的一端鉸接在右框架上，另一端連接在固定卡孔上，氣缸的缸體安裝在試驗臺上，氣缸的活塞桿斜向上頂在基板的底部；可變滑面設置在基板的上方，在基板與可變滑面之間均勻設置多個距離調節(jié)機構。該試驗裝置能模擬不同滑面形態(tài)、不同滑面撓曲程度、滑面的不同變形速度和分布不同抗剪強度等條件下各種形態(tài)滑體的變形破壞及穩(wěn)定性，能方便地測定滑面及滑體各點的應力及位移。
【IPC分類】G01M99/00
【公開號】CN204694490
【申請?zhí)枴緾N201520457810
【發(fā)明人】唐建新, 張宇寧, 騰俊陽, 代張音, 王艷磊, 張淼, 江君, 羅威, 謝磊, 段金成, 張璐, 劉莉, 舒國軍
【申請人】重慶大學
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年6月30日