一种相似材料模拟实验架侧向模板的制作方法

本实用新型属于相似材料模拟实验技术领域，特别是涉及一种相似材料模拟实验架侧向模板，主要用于相似材料模拟实验中模型表面约束、模型开挖和实时观测。

背景技术：

相似材料模拟是科学实验的一种，它是人们探讨和认识采矿工程专业矿山压力显现规律的途径之一。实验用与天然岩石物理力学性质相似的人工材料，按矿山实际原型，遵循一定比例缩小做成模型，然后在模型中开挖巷道或模拟采场工作，观察模型的变形、位移、破坏和压力等情况，据以分析、推测原型中所发生的情况。相似材料模拟实验能够再现开采后岩层的移动变化情况，预测矿山压力显现规律，已成为一种研究矿山压力与岩层控制方面的重要方法和手段。

相似材料模拟实验中所用的主要设备包括模型架和侧向模板，侧向模板通常由槽钢构成，主要用于限制模型表面的膨胀变形。模型装填、阴干达到强度后，拆除槽钢进行模拟开挖工作。开挖过程中会出现以下问题：一是为及时观测到模型中各层的变化情况，拆除模型所用槽钢，但当开挖空间较大时，模型容易发生横向位移，造成模型垮塌，实验失败；二是为保证实验的顺利进行，只将开采区域的槽钢拆卸掉，其他区域仍用槽钢约束，但由于槽钢的遮挡，实验者不能实时观测到各岩层的移动、变形和破坏情况，无法根据实验结果准确推测出现场实际情况。由于槽钢的影响会造成实验成功率与实验成果准确性间的相互矛盾，所以由槽钢构成的侧向模板有待进一步改进和完善。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种能够实现相似材料模型表面约束、实时观测、开挖与及时封闭的相似材料模拟实验架侧向模板。本实用新型解决了实验成功率与实验成果准确性间的相互矛盾问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种相似材料模拟实验架侧向模板，包括模板主体，其特点是所述模板主体由高强度无色透明的有机玻璃板构成；在模板主体的两侧分别设置有若干个固定孔，所述固定孔与相似材料模拟实验架两侧的固定孔相对应；在模板主体的开挖区域设置有若干个开挖工作窗，所述开挖工作窗由高强度无色透明的有机玻璃板构成；开挖工作窗通过旋转合页与模板主体相连接，在开挖工作窗与模板主体之间设置有限位卡扣。

所述模板主体的厚度不小于20mm。

所述旋转合页采用玻璃合页。

本实用新型的有益效果：

本实用新型应用于采矿工程专业相似材料模拟实验中，在实验模拟开挖过程中，本实用新型能够始终为相似材料模型提供表面约束力，并能及时封闭开挖区域，阻止开挖尺寸的增大而导致的模型垮塌，实时观测模型整体岩层的移动、变形和破坏情况，大大提高了相似材料模拟实验的成功率和观测结果的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的相似材料模拟实验架侧向模板使用状态的结构示意图；

图2为图1的局部放大图；

图3为图1的I-I剖视图；

图中：1-模板主体，2-固定孔，3-开挖工作窗，4-旋转合页，5-限位卡扣，6-相似材料模拟实验架，7-垫片，8-固定螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

如图1～图3所示，一种相似材料模拟实验架侧向模板，包括模板主体1，所述模板主体1由高强度无色透明的有机玻璃板构成，其厚度不小于20mm；在模板主体1的两侧分别设置有若干个固定孔2，所述固定孔2与相似材料模拟实验架6两侧的固定孔相对应；在模板主体1的开挖区域设置有若干个开挖工作窗3，所述开挖工作窗3由高强度无色透明的有机玻璃板构成；开挖工作窗3通过旋转合页4与模板主体1相连接，其可根据开挖工作需要开启和闭合，在本实施例中，所述旋转合页4采用玻璃合页，在开挖工作窗3与模板主体1之间设置有限位卡扣5，所述限位卡扣5用于固定开挖工作窗3，为相似材料模型提供侧向约束力。

下面结合附图说明本实用新型的一次使用过程。

如图1所示，在本实施例中，所述模板主体1的长度L为3200mm，宽度W为400mm，开挖工作窗3的长度L_C为400mm，宽度W_C为100mm。

相似材料模型装填、阴干达到强度后，拆除表面槽钢模板；将模板主体1通过固定孔2，使用固定螺栓8和非金属垫片7将其固定于相似材料模拟实验架6上，所述非金属垫片7用于固定螺栓8与模板主体1接触面间，防止固定螺栓8对模板主体1造成破坏。将开挖工作窗3对应于模型的开挖区域，不需开挖的区域对应模板主体1无开挖工作窗3的区域。开挖工作开始时，打开对应的开挖工作窗3，按照设计方案进行开挖工作；开挖工作结束，关闭开挖工作窗3，旋转限位卡扣5，固定开挖工作窗3，限制模型表面变形。透过所述的模板主体1和开挖工作窗3可实时观测模型中各层的位移、变形和破坏情况。