[发明专利]用于深部矿井建设工程三维模型试验系统的辅助设备及系统

说明书

技术领域

本发明涉及深部矿井建设工程三维模型的试验系统，可用于矿山建设方面的理论、试验研究和实践教学。

背景技术

大型岩土工程领域科学研究的主要方法包括：理论推导、实验室模型试验、现场试验和计算机仿真模拟。这其中，实验室模型试验有着其他几种研究方法不可替代的优越性。自上世纪初开始，西方一些国家开始用模型试验的方法来研究结构问题，并由此建立了相似理论。随着相似模型理论的发展，西方多个国家开始将相似模型理论应用到地下工程领域，设计了多个地下工程模型实验装置。

中国发明专利CN102446447 A公开了一种深部矿井建设工程三维模型试验系统，包括液压加载系统、操控系统、数据监测系统和反力框架装置，液压加载系统包括对应连通的伺服油源组和伺服做动器组，以及用于支撑伺服做动器组的做动器支撑架；反力框架装置中主架体为“回”字形结构，“回”字形主架体的前端设有门式反力架，后端设有后加载架；门式反力架轴连接在“回”字形主架体的侧面，门式反力架的内侧面为平板状；后加载架的工作端活动插接在“回”字形主架体的后端开口上，后加载架的工作端面与门式反力架相对应；伺服做动器组通过做动器支撑架分别固定在“回”字形主架体和后加载架工作端的内侧端面上，伺服做动器均匀排列；数据监测系统安装在反力框架装置内的试验样品上；操控系统分别与液压加载系统和数据监测系统信号连接。

该技术方案存在以下不足：1、在进行三维加载实验的过程中，运动方向相互垂直的相邻伺服作动器(即液压缸)之间会产生碰撞；2、在进行松散材料的三维模型试验中，松散材料会通过相邻伺服作动器之间的缝隙泄露，松散材料进入油缸与作动器的缝隙中，增大摩擦阻力，这样会降低油缸加载的同步性，进而还可能引发油路的阻塞。因为在散体材料进入缝隙后，会有部分颗粒因回油进入油箱，其中可溶性杂质会溶于工程油，会导致油的变质或者使油变粘稠；而不可溶杂质会粘附在滤网上，阻塞工程油进出油阀，进而影响试验结果；3、该方案中数据采集装置的数据传输线是通过相邻伺服作动器组之间的缝隙引出，试验过程中相邻伺服作动器组发生碰撞后很容易将数据传输线切断，而导致实验失败。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种用于深部矿井建设工程三维模型试验系统的辅助模块及应用该辅助模块的三维模型试验系统。

本发明的技术方案如下：

一种用于深部矿井建设工程三维模型试验系统的辅助设备，包括第一辅助模块(1)、第二辅助模块(2)、第三辅助模块(3)、第四辅助模块(4)、第五辅助模块(5)，各个辅助模块外部有两个相互垂直的平面，所述两个相互垂直的平面与液压缸的边缘良好密封避免实验过程中材料泄露且可以对液压缸起到导向和限位作用，避免液压缸出现异常行程，第一辅助模块(1)设置在竖直液压缸组(10)和水平右侧液压缸组(8)之间主框架右上角的空间，竖直液压缸组设置在主框架顶部，液压缸竖直向下运动，水平右侧液压缸组(8)设置在主框架的右侧，液压缸水平向右运动；第二辅助模块(2)设置在竖直液压缸组(10)和水平左侧液压缸组(6)之间主框架左上角的空间，水平左侧液压缸组(6)设置在主框架的左侧，液压缸水平向左运动；第三辅助模块(3)设置在水平后部液压缸组(7)和水平左侧液压缸组(6)之间主框架左后角的空间，水平后部液压缸组(7)设置在主框架的后部，液压缸水平向外运动；第四辅助模块(4)设置在水平后部液压缸组(7)和水平右侧液压缸组(8)之间主框架右后角的空间；第五辅助模块(5)设置在水平后部液压缸组(7)和竖直液压缸组(10)之间主框架后上角的空间。

所述的辅助设备，所述两个相互垂直的平面的长度与接触该边的液压缸的行程有关，各液压缸的行程终点位于该两个相互垂直的平面相交的边上。

所述的辅助设备，所述第三辅助模块(3)的两个相互垂直的平面相交的边上开挖左侧数据线导出孔(9)，第四辅助模块(4)的两个相互垂直的平面相交的边上开挖右侧数据线导出孔(12)，试验过程中各种数据传输线以及传感器导线通过左侧数据线导出孔(9)和右侧数据线导出孔(12)输出到外部进行处理。

所述的辅助设备，所述各个辅助模块通过螺栓固定在主框架上。