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原文传递充填体与围岩相互作用规律三维相似模拟试验装置与方法

专利名称：	充填体与围岩相互作用规律三维相似模拟试验装置与方法
摘要：	本发明公开了充填体与围岩相互作用规律三维相似模拟试验装置与方法，其装置包括通过底座、箱体钢板墙、隔离带钢板、填装区模板设置成围岩相似材料填装区、矿体相似材料填装区、充填体相似材料填装区；上述不同的区的顶部分别放置钢板配载、标准圆柱形铁块配载；箱体钢板墙、填装区模板、隔离带钢板均为层状结构，层与层之间相互连接；实验方法包括组装试验装置、回填和夯实相似材料、养护、填装区模板拆除、固定应变和应力监测元件并与计算机连接。本发明模拟一步胶结充填体揭露过程中，充填体与围岩的相互作用规律，考虑了矿体的赋存条件和胶结面的粗糙度，装置结构简单，实验操作方便，可为完善充填体与围岩相互作用机理提供相关依据。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河北;13
申请人：	华北理工大学
发明人：	卢宏建;武婕;李胜;杜英男;李晓东;甘泽;甘德清;刘志义
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910398792.5
公开号：	CN110412240A
代理机构：	唐山永和专利商标事务所
代理人：	明淑娟
分类号：	G01N33/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	063200 河北省唐山市曹妃甸新城渤海大道21号
主权项：	1.一种充填体与围岩相互作用规律三维相似模拟试验装置，包括底座，设置在底座上的充填体和围岩相似材料填装区箱体钢板墙、隔离带钢板，其特征在于：所述的底座、充填体和围岩相似材料填装区箱体钢板墙、隔离带钢板、充填体相似材料填装区模板将三维相似模拟试验装置分为2个围岩相似材料填装区、2个矿体相似材料填装区、1个充填体相似材料填装区；围岩相似材料填装区、矿体相似材料填装区及充填体相似材料填装区的顶部分别放置钢板配载、标准圆柱形铁块配载，钢板配载的上表面放置标准圆柱形铁块配载；箱体钢板墙、充填体相似材料填装区模板、隔离带钢板均为层状结构，层与层之间相互连接。 2.根据权利要求1所述的充填体与围岩相互作用规律三维相似模拟试验装置，其特征在于：所述的充填体相似材料填装区模板由4层组成，每层有4块钢板和4个横支撑，每层之间通过销钉连接，最下一层通过销钉固定在底座上；所述的隔离带钢板层数与层高与充填体相似材料填装区模板相同。 3.根据权利要求1所述的充填体与围岩相互作用规律三维相似模拟试验装置，其特征在于：所述的底座由4块钢板拼接而成。 4.根据权利要求1所述的充填体与围岩相互作用规律三维相似模拟试验装置，其特征在于：所述的充填体和围岩相似材料填装区箱体钢板墙安装在间隔设置的反力架上，反力架的底端与底座连接固定。 5.根据权利要求1所述的充填体与围岩相互作用规律三维相似模拟试验装置的实验方法，其特征在于，试验时装置组装依次为：（1）将底座放置在高程误差小于1%的区域；（2）在底座上安装固定安装充填体和围岩相似材料填装区箱体钢板墙下层的块钢板；（3）安装底层的充填体相似材料填装区模板；（4）通过填装区模板固定底层的隔离带钢板；（5）按相应高度回填和夯实矿体和围岩相似材料；（6）再依次在上述安装好的底层上分别安装箱体钢板墙、充填体相似材料填装区模板、矿体和围岩相似材料隔离带钢板；（7）继续回填和夯实矿体和围岩相似材料至设计高度；（8）按设计在矿体和围岩相似材料顶部放置钢板配载和标准圆柱形铁块配载。 6.根据权利要求1所述的充填体与围岩相互作用规律三维相似模拟试验方法，其特征在于包含以下步骤：（1）确定矿体、围岩、充填体的相似材料与配比；（2）组装充填体与围岩相互作用规律三维相似模拟试验装置并回填和夯实相似材料；（3）养护到设计时间，进行充填体相似材料填装区模板4的拆除；（4）在充填体相似材料填装区模板拆除后揭露的矿体和围岩相似材料表面按设计要求固定应变和应力监测元件并与计算机连接；（5）回填充填体相似材料，并在相似材料设计位置放置应变和应力监测元件并与计算机连接；（6）养护到设计时间，拆除设计矿体开挖区域顶部的配载；（7）按设计开挖尺寸进行矿体相似材料开挖，同时进行应力应变数据采集；（8）处理应变片与应变传感器数据，分析矿体开采过程中，一步充填体与围岩接触面、充填体内部的应力场分布与应变规律。
所属类别：	发明专利