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原文传递一种基于采动影响的地表土壤理化性质变化模拟系统

专利名称：	一种基于采动影响的地表土壤理化性质变化模拟系统
摘要：	本发明公开了一种基于采动影响的地表土壤理化性质变化模拟系统，包括地表土壤理化性质变化模拟平台、地表土壤理化性质变化模拟控制系统、地表土壤理化性质监测与数据采集系统；地表土壤理化性质变化模拟平台为一放置有密集布置的液压千斤顶、钢化玻璃箱体及柔性薄膜的试验平台；地表下沉模拟控制系统通过地表下沉模拟编程计算机进行液压千斤顶的精准控制；理化性质监测与数据采集系统用于对实验箱体中土壤的各项理化性质进行实时检测和收集处理实验数据。本试验系统对上覆岩层下沉情况进行精准控制，模拟单个工作面及多个工作面或整个采区开采后地表土壤理化性质的变化情况，为治理因采动影响导致的地表土壤理化性质变化提供理论支撑。
专利类型：	发明专利
申请人：	中国矿业大学
发明人：	李猛;张吉雄;孙凯;姚依南;高源
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T23:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
申请号：	CN201911332925.5
公开号：	CN111077282A
代理机构：	南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	张婷婷
分类号：	G01N33/24;G;G01;G01N;G01N33;G01N33/24
申请人地址：	221116 江苏省徐州市大学路1号中国矿业大学科研院
主权项：	1.一种基于采动影响的地表土壤理化性质变化模拟系统，其特征是，包括地表土壤理化性质变化模拟平台、地表土壤理化性质变化模拟控制系统、地表土壤理化性质监测与数据采集系统；所述地表土壤理化性质变化模拟平台为一由底座(7)、液压千斤顶(6)、柔性薄膜(9)及上下贯通的玻璃外框体(10)组成的试验平台，玻璃外框体(10)支撑在底座(7)上方，底座(7)上密集均匀布置若干液压千斤顶(6)，柔性薄膜(9)铺设于玻璃外框体(10)下表面，用于隔离玻璃外框体(10)内的土壤(11)和下方作为支架的液压千斤顶(6)；液压千斤顶(6)并联连接至液压油泵(1)；所述地表土壤理化性质变化模拟控制系统通过地表下沉模拟编程计算机编写试验地表下沉模拟程序，经过控制箱(4)后通过液压动力机构调节对应液压千斤顶(6)的油管阀门，独立控制每一个液压千斤顶(6)升降；所述理化性质监测与数据采集系统包括埋藏于试验土壤(11)中的传感器，采集地表土壤理化性质的数据传输给理化性质数据采集处理电脑(13)。 2.根据权利要求1所述的一种基于采动影响的地表土壤理化性质变化模拟系统，其特征是，所述玻璃外框体(10)用于盛放模拟用的土壤(11)，外周边通过螺栓固定在金属支撑(8)上，金属支撑(8)焊接于金属底座(7)上。 3.根据权利要求1所述的一种基于采动影响的地表土壤理化性质变化模拟系统，其特征是，所述地表土壤理化性质包括土壤的容重、比重、通气性、透水性、粘着性、磁性。 4.根据权利要求1所述的一种基于采动影响的地表土壤理化性质变化模拟系统，其特征是，所述液压千斤顶(6)之间的排列间距为4～6cm，本体高度为70cm，油缸外径30cm，行程范围为0～20cm，单个最大负载10t。 5.根据权利要求1所述的一种基于采动影响的地表土壤理化性质变化模拟系统，其特征是，所述柔性薄膜(9)厚度为0.2mm，最大承受50kN的力。 6.根据权利要求1所述的一种基于采动影响的地表土壤理化性质变化模拟系统，其特征是，所述土壤(11)的充填高度根据相似比决定，最高充填高度不超过玻璃外框体高度的4/5。 7.根据权利要求1所述的一种基于采动影响的地表土壤理化性质变化模拟系统，其特征是，将所有液压千斤顶(6)支架区域划分为位于中心内部的实验区域(14)、外围的非实验区域(15)，实验区域(14)内的液压千斤顶(6)在地表下沉模拟控制编程电脑(5)控制下自由升降，非实验区域(15)内的液压千斤顶(6)保持实验开始时设定的高度。 8.根据权利要求1至7任一所述的一种基于采动影响的地表土壤理化性质变化模拟系统的使用方法，其特征是，包括以下步骤： 1)调节控制箱(4)使所有液压千斤顶(6)都回油使高度降到一致，在密集排列的千斤顶(6)上铺设柔性薄膜(9)；将玻璃外框体(10)支撑于底座上固定，底部与液压千斤顶(6)齐平； 2)向玻璃外框体(10)内分层充填取自需要模拟的实验地土壤(11)，在土壤(11)中埋放传感器； 3)根据需要调控相应的液压千斤顶(6)升降，柔性薄膜(9)上的土壤随着液压千斤顶(6)高度的下降而下沉； 4)传感器另一端连接的理化性质监测和数据采集电脑(13)采集数据并进行处理。
所属类别：	发明专利