[实用新型]一种卡接光弹试验模型三方向加载装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种卡接光弹试验模型三方向加载装置，特别涉及平面光弹试验中面力模拟地应力的加载。

背景技术

光测弹性学方法(photoelasticity)，简称光弹性法，是将光学和力学紧密结合进行应力分析的一种试验技术，采用具有双折射性能的透明材料制作出和被研究对象形状几何相似的模型，并使模型受力情况与被研究对象的荷载相似，将受力后的模型置于偏振光场之中，即可以显示所形成的与应力场有关的干涉条纹图像，形成的这些条纹图像与模型内部各点的应力及受力模型的边界有关，根据光弹性原理，便可以求出模型的内部和表面的各点应力方向、大小。

光弹性法从1816年布儒斯特(Devid Brewster)发现透明非晶体材料的人工双折射现象算起，至今已有200年的历史。随着经济的发展，光弹性法已经成为一门成熟的实验技术，广泛用于机械设计、水利工程建筑、桥梁工程、房屋建造等许多领域，在建立设计准则、提高工程可靠性，减轻重量、降低成本等方面也积累了许多经验。光弹性技术仍在不断发展，用它来研究工程结构的热应力、动态应力、弹塑性应力等问题，都已取得成效，光弹性法在土木工程领域的应用，为该领域提供了一种迅速、准确，经济、有效的应力分析方法，其主要特点是直观性强，可以得到全场信息。通过光弹试验，可以直接测定那些形状及受力复杂的构件的应力，不仅可以准确的分析平面问题，而且能够有效解决三维问题，同时也能迅速、准确地找到应力集中部位，确定构件的应力集中系数，为优化结构设计，提高结构性能提供试验依据。

随着煤矿开采深度、广度和强度的不断增加，深部高应力巷道围岩变形增大，支护成本成倍增加。深部巷道大变形的稳定及控制，已成为深部煤炭资源开发面临的难题之一。根据工程经验总结出的现代支护理念认为：巷道的稳定性控制应适当允许围岩变形，并充分提高和发挥围岩自身承载力，与支护结构共同形成互相协调、互相作用的支承系统；该支护理念已被广泛接受，并提出了一次支护(锚杆+喷层)-可缩层(泡沫塑料等可缩材料)-二次支护(钢筋混凝土结构层、锚索、注浆、U型钢、W钢带等)等支护结构形式，对于解决深部巷道围岩稳定性问题具有较明显的效果。对于这种复合支护体系中各结构单元或部分组合单元的作用，国内外做过大量的物理、数值和理论研究，但目前还没有对这种复合支护体系整体耦合作用进行研究。

提供一种能够利用带底拱巷道断面的平面光弹模型来研究巷道的平面应变问题，并设计光弹试验所需的三方向力加载装置，实现了对较大平面光弹模型外围进行均布力加载，达到模拟地应力的目的，已经是一个急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种卡接光弹试验模型三方向加载装置 ，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种卡接光弹试验模型三方向加载装置 ，包括底座，底座上侧设置有反力框架，所述反力框架为矩形框架，包括框架下梁，与框架下梁平行设置的框架上梁，以及分别设置在框架下梁与框架上梁两端，且与框架下梁与框架上梁垂直固定连接的框架支柱，两个框架支柱之间设置有两个水平加荷板，所述水平加荷板与框架支柱平行，水平加荷板两端分别与框架上梁、框架下梁滑动连接，且与框架上梁垂直，两个水平加荷板之间设置有竖向加荷板，所述竖向加荷板能够沿水平加荷板上下移动，所述水平加荷板与水平加力机构的一端连接，水平加力机构另一端与框架支柱连接，所述竖向加荷板与竖向加力机构的一端连接，竖向加力机构的另一端与框架上梁连接；所述框架上梁设置有上轨道槽，上轨道槽贯穿框架上梁前后面，所述框架上梁下侧设置有上滑动卡槽；所述框架下梁设置有下轨道槽，下轨道槽贯穿框架下梁的前后面，所述框架下梁上侧设置有下滑动卡槽与下水平卡槽；所述水平加荷板包括卡板，卡板中部设置有竖向卡槽，卡板前后两侧与支撑板固定连接，支撑板上下两端分别设有上插孔、下插孔，所述上插孔与下插孔之间设置有竖向轨道槽，支撑板外侧与承力板连接，承力板设置有水平加力机构位置对应的第一定位座。

优选地，所述底座为一组水平设置立方体横杆，横杆与框架下梁垂直固定连接。

本实用新型的有益效果是：操作方便，稳定性好，实用性强，灵活度高，方便对光弹模型进行卡接，能很好的适应三方向加力加载。

附图说明

图1是本实用新型一种卡接光弹试验模型三方向加载装置的立体结构示意图；

图2是本实用新型一种卡接光弹试验模型三方向加载装置的左视上部剖面示意图；

图3是本实用新型一种卡接光弹试验模型三方向加载装置的左视下部剖面示意图；