[实用新型]地表岩层等载转化的水压加载装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及地表岩层等载转化的水压加载装置，尤其适应于采矿工程中研究岩层移动特征的相似材料模拟实验。

背景技术

在采矿工程的岩层移动相似材料模拟中，为了简化模型铺设以及实验台高度的限制，可以将地表往下一定高度内的岩层进行等载转化，即忽略其在地表移动变形中的结构效应，只考虑其重力所产生的载荷。理论与实践证明，这种方法是可行的。按照这种指导思想，传统的实验通常用单个油缸组合成的加载方式或杠杆加压的方式来模拟地表岩层的重力作用，这种点加载方式与地表岩层产生的面载荷有本质区别：一方面由于它加载不均匀容易剪切模型体，降低了实验结果的可靠性；另一方面当模型高度较大时，它会造成偏心加载，严重时甚至引起模型的倒塌。

发明内容

本实用新型的目的是根据已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、实验效果好的地表岩层等载转化的水压加载装置。

为实现上述目的，本实用新型的水压加载装置，它由设在实验台内的多种模拟岩层上的水压加载装置和恒压伺服系统构成，水压加载装置上设有进水阀和出水阀，通过进出水阀管路连接调节水压加载装置的恒压伺服系统。

所述水压加载装置由充满水的柔性水袋，套在柔性水袋外部的槽钢构成；所述恒压伺服系统包括水箱、与水箱管路相连的水泵，水箱与水泵相连的通水管上设有供水阀，与出水阀相连的回流管上依次设有电接点压力表、回水阀和回流阀，水泵与进水阀管路相连。

本实用新型采用水压加载系统提供均匀分布的面加载，能真实的反映地表岩层在采动岩层移动中的作用。用水泵与电接点压力表组成的串连结构，能实时监测柔性水袋内的水压，当水压低于电接点压力表的压力下限时，水泵自动启动，确保水袋内的水压保持在设定范围内。这可以更好地模拟地表岩层的重力载荷，为研究岩层移动的相似模拟实验提供恒定、均匀分布的面载荷，从而更加真实地再现岩层移动的发展过程，保证结果的可靠性。克服了单纯的点加载模式下产生的加载偏心、应力分布不均匀等缺点，通过水压加载系统，保证面加载的均匀分布，克服传统的点加载模式的弊端，更加真实地再现采动岩层移动过程。因开采导致水压波动时，电接点压力表与水泵组成的伺服系统会及时补偿水压，确保模型恒定加载。真正实现加载连续、均匀、恒定，其结构简单，紧凑合理，密封性好，稳定可靠。

附图说明

图1是本实用新型的结构图。

图2是图1的A-A视图。

图中：水箱1、供水阀2、水泵3、进水阀4、水压加载装置5、出水阀6

电接点压力表7、回水阀8、实验台9、岩层10

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的描述：

图1所示，本实用新型主要由设在验台9内的多种模拟岩层10上的水压加载装置和恒压伺服系统组成，水压加载装置5由充满水的柔性水袋5-1和套在柔性水袋5-1外部的槽钢5-2构成，其上设有进水阀4和出水阀6，通过连接进水阀4和出水阀6管路与调节水压加载装置5的恒压伺服系统相连。恒压伺服系统由电接点压力表7、水箱1和与其管路相连的水泵构成，水箱1下部出口处设有供水阀2，通过供水阀2管路与水泵3进水口相连，水泵3的出水口通过管路与进水阀4相连。水箱1上部进水口与出水阀6相连的管路依次设有电接点压力表7、回水阀8。

工作原理：通过外套槽钢的柔性水袋5-1，保证对模拟岩层10加载的均匀连续性；利用电接点压力表7与水泵1组成的伺服稳压系统，及时补偿模拟岩层10的垂直压力，保证恒定加载。当水泵3启动后，水压加载装置5的压力达到上限值后，水泵自动停转；由于回水、泄露等原因，水袋压力会缓慢下降，当降至下限值时，水泵自动启动，水压加载装置5内的压力迅速回升至上限值后，水泵停转。