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原文传递二维组合应力诱导突出模拟试验装置

专利名称：	二维组合应力诱导突出模拟试验装置
摘要：	本发明公开了一种二维组合应力诱导突出模拟试验装置，包括反力框架和试件箱，反力框架能在减速电机的驱动下绕自身的安装轴线翻转90°，上横梁上安装有压头向下的伺服液压油缸，左立柱上安装有压头向右的伺服液压油缸，右立柱、下横梁上分别安装有支撑块，伺服液压油缸和支撑块共同将反力框架内的试件箱夹持住；每个压头配备有一个穿过试件箱的活塞，用于与试件箱内的压板相连；试件箱包括箱体和箱盖，箱体底部下方内置气体充填管路，并通过铺设在箱体底部的泡沫金属层向箱体内均匀充气。能实现煤岩体多种应力波的加载，方便较大尺寸的试件安装，能均匀稳定地向箱体内充气，从而更加真实地模拟二维动静组合加载诱导煤与瓦斯突出试验。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	重庆;50
申请人：	重庆大学
发明人：	张东明;杨邦友;金磊;叶辰;尹光志;许江;李树建;肖伟晶;叶茂林;楚亚培;李小明
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-09T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-18T00:00:00+0800
申请号：	CN201910282365.0
公开号：	CN109900543A
代理机构：	重庆天成卓越专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	谭小容
分类号：	G01N3/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	400030 重庆市沙坪坝区沙正街174号
主权项：	1.一种二维组合应力诱导突出模拟试验装置，包括反力框架(A)和试件箱(B)，其特征在于：所述反力框架(A)是由左立柱(12)、右立柱(13)、上横梁(14)、下横梁(15)围成的封闭固定框架结构，反力框架(A)的左右两侧各配备有一个支撑架(16)，反力框架(A)能在减速电机(24)的驱动下绕自身的安装轴线翻转90°，上横梁(14)上安装有压头(3)向下的伺服液压油缸(17)，左立柱(12)上安装有压头(3)向右的伺服液压油缸(17)，右立柱(13)、下横梁(15)上分别安装有支撑块(18)，伺服液压油缸(17)和支撑块(18)共同将反力框架(A)内的试件箱(B)夹持住；每个压头(3)配备有一个穿过试件箱(B)的活塞(4)，用于与试件箱(B)内的压板(5)相连；所述试件箱(B)包括箱体(1)和箱盖(2)，箱体(1)底部下方内置气体充填管路(7)，并通过铺设在箱体(1)底部的泡沫金属层(6)向箱体(1)内均匀充气，所述箱体(1)的侧壁上还开设有突出口(1a)和传感器接线孔(1b)，所述突出口(1a)外安装有泄压装置(8)，所述传感器接线孔(1b)内安装有传感器转换接头(9)。 2.按照权利要求1所述的二维组合应力诱导突出模拟试验装置，其特征在于：还包括控制台(21)、液压站(22)和单轨电动葫芦(20)；在试件箱(B)内安装有压力传感器、温度传感器、孔隙压力传感器用于测定突出过程中的煤岩应力、煤样的温度以及瓦斯压力的传播规律及衰减特征；所述控制台(21)通过计算机控制伺服控制机(17b)实现多种应力波的加载及调控，并收集记录试验过程中试件箱(A)内部安装的传感器的数据；所述液压站(22)为反力框架(A)上的液压油缸(17a)提供动力；所述单轨电动葫芦(20)安装在反力框架(A)的上方用于吊装重物；在所述突出口(1a)前端安装有高速摄像机用于实现突出全过程的可视化，并配合声发射装置用于研究煤与瓦斯突出过程中的声发射现象发展规律。 3.按照权利要求1所述的二维组合应力诱导突出模拟试验装置，其特征在于：所述减速电机(24)安装在反力框架(A)的右侧的支撑架(16)上，反力框架(A)的左右两侧分别通过轴承安装；两个所述支撑架(16)的下方焊接在同一底座(19)上，构成“U”型架。 4.按照权利要求1所述的二维组合应力诱导突出模拟试验装置，其特征在于：所述伺服液压油缸(17)包括液压油缸(17a)、伺服控制机(17b)，液压油缸(17a)均通过长螺栓与加持板(23)固定在反力框架(A)上，在液压油缸(17a)的压头(3)上还安装有位移传感器和应力传感器，所述上横梁(14)上安装有三个伺服液压油缸(17)，左立柱(12)上安装有一个伺服液压油缸(17)，其中两个伺服液压油缸(17)用于静载荷加载，两个伺服液压油缸(17)用于动载荷加载，且每一个伺服控制机(17b)均能与任一液压油缸(17a)匹配。 5.按照权利要求1所述的二维组合应力诱导突出模拟试验装置，其特征在于：所述反力框架(A)的前、后两侧装有侧挡板，以保证试验过程中的反力框架(A)整体稳定性，同时限制试件箱(B)沿二维应力作用面法向的变形。 6.按照权利要求1所述的二维组合应力诱导突出模拟试验装置，其特征在于：所述箱体(1)内的左上角设置有预留空间(1c)，当箱体(1)内装有试件时，试件的左上角位置处铺设有垫块(10)，所述竖直压板(5)的上端，最左侧的水平压板(5)的左端共同压在垫块(10)上，防止压板(5)运动时将试件上的碎屑压入预留空间(1c)。 7.按照权利要求1所述的二维组合应力诱导突出模拟试验装置，其特征在于：所述箱体(1)的侧壁、箱盖(2)的顶部分别设置有吊环(11)，箱盖(2)上还开设有排气孔(2a)，且气体充填管路(7)的入口、排气孔(2a)分别通过堵头密封。 8.按照权利要求1所述的二维组合应力诱导突出模拟试验装置，其特征在于：所述气体充填管路(7)由开设在箱体(1)内的“L”形孔(7a)和安装在泡沫金属层(6)下方并与“L”形孔(7a)相通的纵横交错的格栅网管(7b)组成，且格栅网管(7b)的顶部开有缺口(7c)。 9.按照权利要求1所述的二维组合应力诱导突出模拟试验装置，其特征在于：所述试件箱(B)长100cm×宽40cm×高40cm，箱体(1)和箱盖(2)通过螺栓连接，接口处有密封圈。
所属类别：	发明专利