一种岩石全断面加载装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种岩石全断面加载装置，目的是设计一种具有大吨位的三方向动静组合加载装置，包括固定设置在外框架侧面和顶部的液压缸群，还包括：实现岩石到达指定加载位置的上料部分和将岩石封闭的闸门，闸门置于导轨上。本发明的加载装置具有框架式排缸结构，能提供大吨位的载荷，对方形岩石进行全断面加载，满足深部岩石的物理灾害模拟试验的加载要求。缸组前端的平板可以保证载荷始终垂直作用于模型表面,使模型受力均衡,提高模型试验结果的准确性和可靠性。
【专利说明】
一种岩石全断面加载装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种加载装置，尤其涉及一种岩石全断面加载装置，属于地质力学模拟试验领域。
【背景技术】
[0002]我国国民经济持续快速发展带动了基础工程建设和资源开发以前所未有的速度蓬勃发展，出现了大量深部巷道和深埋长大隧道(隧洞)工程，其工程规模与技术难度世界罕见。随着这些工程，也产生了许多的高强度动力灾害，造成大量人员伤亡、机械损坏、工期延误和重大经济损失，且动力灾害的危害性随着埋深和应力水平的增大而显著增大，这些灾害是人们对于深部岩石工程现象的发生机理把握不清，无法有效防治造成的。因此，通过模型试验模拟深部岩石受力状况就变得十分必要了。模型模拟试验在相似材料研制配比的基础上，模拟深部岩体的受力状况，模拟多样的工程方式，再现动力灾害，对于实际中动力灾害的防治有着积极的作用。实现加载条件的准确性，能为后边模拟工程方式提供良好的前提，能尽可能全面反映动力灾害的主要影响因素和实际条件，对实际的地下工程施工有指导意义。在模型试验的加载方式上，国内外研究者有许多的成果，如有通过空气压缩机与空气过滤器、调压阀和橡胶气囊相结合组成的气囊式的加载系统;也有直接作用于模型表面的液压加载方式。这些加载方式有着无法满足大载荷的加载要求，同时只能提供静力加载方式的缺陷，无法准确反应深部岩体的实际受力。本发明的岩石全断面加载装置能进行大吨位的三方向动静组合加载，对于深部岩石受力状况模拟方面更为准确。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了设计一种具有大吨位的三方向动静组合加载装置而提供一种岩石全断面加载装置。
[0004]本发明的目的是这样实现的:包括方形的外框架，外框架内设置有加载台，在外框架的一个侧面上设置有板子，在板子上安装有第三液压缸群，第三液压缸群的中间设置有第三冲击缸，与板子所在平面相邻的外框架的一个侧面上安装有第一液压缸群，第一液压缸群的中间设置有第一冲击缸，外框架的顶端面安装有第二液压缸群，第二液压缸群的中间设置有第二冲击缸，每个所述的液压缸群至少包括八个液压缸，与板子所在平面相邻的外框架的另一个侧面外固连有上料台，上料台上安装有可移动的上料车，上料车的侧面安装有驱动上料车移动的电机一，上料车上安装有岩石模型，在板子所在的外框架的侧面上还设置有闸门滑轨台，闸门滑轨台上安装有闸门，闸门滑轨台的端面上安装有电机二，电机二的输出端固连有丝杠，闸门与安装在丝杠的滑块固连。
[0005]本发明还包括这样一些结构特征:
[0006]1.每个所述的液压缸群是框架式排缸结构，包括顺时针设置的第一单作用静力加载缸、第一双作用静力加载缸、第二单作用静力加载缸、第三单作用静力加载缸、第四单作用静力加载缸、第二双作用静力加载缸、第五单作用静力加载缸、第六单作用静力加载缸。
[0007]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明的加载装置具有框架式排缸结构，能提供大吨位的载荷，对方形岩石进行全断面加载，满足深部岩石的物理灾害模拟试验的加载要求。缸组前端的平板可以保证载荷始终垂直作用于模型表面，使模型受力均衡，提高模型试验结果的准确性和可靠性。
【附图说明】
[0008]图1是本发明的主视方向的结构示意图；
[0009]图2是本发明的右视方向的结构示意图；
[0010]图3是本发明的俯视方向的结构示意图；
[0011 ]图4是本发明的板子的主视方向结构示意图；
[0012]图5是本发明的板子及其上的液压缸群侧视图；
[0013]图6是本发明的内部的结构示意图；
[0014]图7是本发明的液压缸群布置的主视方向示意图；
[0015]图8是本发明的液压缸群布置的俯视方向示意图；
[0016]图9是本发明的单、双作用缸布置图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述。
[0018]结合图1-图9，本发明提供的一种用于地质力学模拟试验的岩石全断面加载装置，其目的是设计一种具有大吨位的三方向动静组合加载装置，包括固定设置在外框架侧面、顶部的液压缸群和安装在板子上的液压缸群，板子安装在外框架一侧上。也即所述的三个液压缸群分别位于x、y、z方向，实现x、y、z三个方向的加载，加载方向垂直于岩石模型表面。上料部分先将岩石运送到指定位置，然后闸门关闭，后在三个液压缸群的作用下实现三方向的加载。本发明还包括:实现模型到达指定加载位置的上料部分和将模型封闭的闸门，闸门置于导轨上。上述各装置之间紧密配合构成一套岩石全断面加载装置。
[0019]设置在外框架侧面、顶部的液压缸群和安装在板子上的液压缸群的液压缸为八个以上，并且能提供动载荷和静载荷。
[0020]所述的上料部分和闸门由单独的电机作为动力源，实现模型的上下料和闸门的开关。
[0021]具体的说本发明包括第一冲击缸1、外框架2、第一液压缸群3、板子4、第二冲击缸
5、连接螺母6、柱子7、岩石模型8、电机一9、上料车1、上料台11、闸门12、闸门滑轨台13、电机二 14、第三冲击缸15、丝杠16、第二液压缸群17、第三液压缸群18、加载台19。岩石模型8进行加载前，需要将岩石模型8运送到加载台19上。岩石模型8放在上料车10上，在电机一 9的带动下，上料车10在上料台11上前进，直到到达加载台19，接下来进行闸门12的关闭。闸门12在电机二 14的带动下，通过滚珠丝杠结构在闸门滑轨台13上移动进行闸门的关闭，接下来就可以进行岩石模型8的加载了。结合图4、图5、图6，第一液压缸群3和第二液压缸群17分别固定设置在外框架的侧面和顶部，对岩石模型8提供x、z向的加载力。第三液压缸群18安装在板子4上，板子4安装在外框架一侧，从而为岩石模型8提供y向的加载力。
[0022]结合图7、图8、图9，以第一液压缸群3为例，对框架式排缸结构进行说明。框架式排缸结构包括:单作用静力加载缸3-1、3-3、3-5、3-6、3-8、3-9;双作用静力加载缸3-2、3-7;动力第三冲击缸-4。单作用静力加载缸结构如图9中b所示，双作用静力加载缸结构如图9中a所示。这种框架式排缸布置不仅能提供大吨位的静力加载，同时也可以提供动载荷，模拟实际中的深部岩体受力状况。
【主权项】
1.一种岩石全断面加载装置，其特征在于:包括方形的外框架，外框架内设置有加载台，在外框架的一个侧面上设置有板子，在板子上安装有第三液压缸群，第三液压缸群的中间设置有第三冲击缸，与板子所在平面相邻的外框架的一个侧面上安装有第一液压缸群，第一液压缸群的中间设置有第一冲击缸，外框架的顶端面安装有第二液压缸群，第二液压缸群的中间设置有第二冲击缸，每个所述的液压缸群至少包括八个液压缸，与板子所在平面相邻的外框架的另一个侧面外固连有上料台，上料台上安装有可移动的上料车，上料车的侧面安装有驱动上料车移动的电机一，上料车上安装有岩石模型，在板子所在的外框架的侧面上还设置有闸门滑轨台，闸门滑轨台上安装有闸门，闸门滑轨台的端面上安装有电机二，电机二的输出端固连有丝杠，闸门与安装在丝杠的滑块固连。2.根据权利要求1所述的一种岩石全断面加载装置，其特征在于:每个所述的液压缸群是框架式排缸结构，包括顺时针设置的第一单作用静力加载缸、第一双作用静力加载缸、第二单作用静力加载缸、第三单作用静力加载缸、第四单作用静力加载缸、第二双作用静力加载缸、第五单作用静力加载缸、第六单作用静力加载缸。
【文档编号】G01N3/12GK105910915SQ201610309168
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】张忠林, 周雪鹏, 周辉, 朱勇, 洪维, 李思宇, 田鹏
【申请人】哈尔滨工程大学