一种用于模拟松散层涌水溃沙的试验装置的制作方法

本实用新型涉及溃沙试验装置，尤其涉及一种用于模拟松散层涌水溃沙的试验装置。

背景技术：

上覆基岩松散层，断裂、开裂的岩块形成涌砂通道，涌砂通道上方的砂岩体处于临空状态，原来的应力状态被破坏，砂体内应力重新分布，在涌砂通道附近形成高应力区，远离涌砂通道附近形成低应力区。涌砂口上方附近的砂体颗粒在自重应力、围岩压力作用下首先涌入，在过砂通道中砂体颗粒相互挤压，在砂体颗粒大小适中的情况下，溃入到涌砂通道下方的采空区。

采动裂缝宽度与松散层粒径之比，称为裂粒比。若砂体颗粒过大，过砂通道狭小，那么这部分溃决的砂颗粒将形成稳定结构，沉积、堆积在涌砂通道下方，因此不具有大范围埋没工作面和巷道的危险。因而，对松散含砂层而言，影响溃砂及危害程度主要与裂缝发育结构和颗粒大小有关，很有必要对松散层砂样作具体的颗粒分析试验。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于模拟松散层涌水溃沙的试验装置，该溃沙试验装置，构造简单、使用方便且制造成本低廉，适用于实验室模拟不同裂粒比对松散层涌水溃沙的影响。

本实用新型所采用的技术方案是：通过连有水管的含细孔空心金属球为松散层注水，改变了传统的水孔供水，有效规避水压给试验带来的副作用；通过带刻度的调距螺旋和调角螺旋可以任意改变薄板的间距以及倾斜度，从而模拟裂隙宽度和倾斜度对松散层涌水溃沙的影响，找出溃沙的临界裂粒比。

进一步所述激光导向装置的结构为：

在方形箱体1内盛装松散层砂体2，在所述箱体1侧壁中心线距箱底1/3处通有一根水管4，所述水管4水平延伸到所述箱体1内部，所述水管4另一端套有含细孔金属球3，所述箱体1下方设有圆形凹槽17，所述圆形凹槽17内可以通过螺钉6将底盘7进行安装，所述底盘7上设有左薄板12-1和右薄板12-2，右调距螺旋11控制所述右薄板12-2水平移动，右调角螺旋10通过传动杆8控制所述右薄板12-2倾斜，所述右调距螺旋11和所述右调角螺旋10皆标有刻度。

底盘左半部分与右半部分对称，所以功能相同。

进一步所述薄板：所述薄板上、下皆连有伸缩轴，伸缩轴同步伸缩即为调节薄板间距，异步则为调节薄板角度。

进一步所述右调距螺旋：所述的右调距螺旋上标有刻度，旋钮旋转时带动线棒卷曲刚性绳，从而拉伸薄板实现调距，旋转角对应的弧长即为薄板移动的距离。

进一步所述金属球：所述金属球表面含有细孔且为空心球体。

进一步所述右调角螺旋：所述的右调角螺旋上标有刻度，旋钮旋转时通过传动杆带动薄板上、下伸缩轴伸缩，作用于薄板实现同步旋转，旋转角即为薄板倾斜角。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本溃沙试验装置，能够在实验室中方便地测量出涌水溃沙的裂粒比，通过带刻度的调距螺旋和调角螺旋可以任意改变薄板的间距以及倾斜度，从而模拟裂隙宽度和倾斜度对松散层涌水溃沙的影响，找出溃沙的临界裂粒比。

2.含细孔的金属球可以缓冲水管水压，防止水压过大破坏试验现象。

3.本装置构造简单、使用方便，灵活性强，且制造成本低廉。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型底盘的俯视图。

图3是本实用新型调距旋钮的放大图。

图4是本实用新型调角旋钮传动结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1所示，一种用于模拟松散层涌水溃沙的试验装置结构为：在方形箱体1内盛装松散层砂体2，在所述箱体1侧壁中心线距箱底1/3处通有一根水管4，所述水管4水平延伸到所述箱体1内部，所述水管4另一端套有含细孔金属球3，所述箱体1下方设有圆形凹槽17，所述圆形凹槽17内可以通过螺钉6将底盘7进行安装，所述底盘7上设有左薄板12-1和右薄板12-2，右调距螺旋11控制所述右薄板12-2水平移动。底盘左右结构对称。

如图2所示，底盘的俯视图结构为：右调距旋钮11通过旋转缠绕刚性绳13对薄板12-2施加拉力，从而使薄板产生位移。

如图3所示，所述右调距螺旋套筒21上标有刻度15，套筒21固定，旋钮上带有指针16，旋钮带动线棒14旋转缠绕刚性绳13。

如图4所示，右调角螺旋10通过传动杆18控制伸缩轴19和伸缩轴20异步伸缩，使右薄板12-2发生倾斜。

本实用新型的操作步骤是：

第一步，安装底盘，将底盘空隙间隔调为初始值（为零），即将裂隙闭合，防止砂体倒入时漏失；

第二步，将天然的松散层样本或按照一定粒径比配比好的试验砂体倒入箱体；

第三步，如果测试裂隙倾斜度对溃沙的影响，那么先用调角螺旋调节薄板的倾斜角度，否则，进行下一步；

第四步，用调距螺旋调节薄板间距到预设值，测试不涌水时竖直裂缝的裂粒比；如果涌水，那么先打开水阀注水，水压稳定后开始用调距螺旋增大薄板间距；

第五步，达到临界值，开始突涌，记录此时的间距和角度；

第六步，设备拆除与清洗。