[发明专利]卸压窗口可调型三轴加载样品缸及其实验方法

说明书

卸压窗口可调型三轴加载样品缸，包括上加载头、下加载头、四方体样品缸、卸压窗口调节系统和加压系统，四方体样品缸包括前侧板、后侧板、左侧板、右侧板和底板，四方体样品缸的顶部敞口，后侧板、右侧板和底板一体成型，底板的下表面固定连接在下加载头的上表面，左侧板沿左右方向滑动连接在底板的上侧面，前侧板为左右伸缩的两级板，前侧板设在左侧板与右侧板之间，前侧板沿前后方向滑动连接在底板的上侧面，卸压窗口调节系统安装在左侧板上，左侧板的左侧面和前侧板的前侧面分别连接有若干液压推拉机构，各个液压推拉机构分别与加压系统连接。本发明设计科学、结构合理、能够在三轴方向对样品加载、可单侧卸压并调节卸压窗口大小。

技术领域

本发明涉及煤岩样品三轴加载单侧卸压破坏特征测试实验技术领域，具体的说，涉及一种卸压窗口可调型三轴加载样品缸及其实验方法。

背景技术

我国煤矿地质条件复杂，尤其是随着煤矿开采深度的增加，煤矿灾害事故的强度、频度增大。为此，加强煤岩破坏特征及破坏机理的研究，对提高煤矿灾害事故预测的准确度，减少煤矿事故的发生具有重要意义。

为了对煤岩破坏特征、破坏机理进行研究，一些学者分别采用理论分析、数值模拟、实验室测试、现场测试等方法开展相关研究。经过长期的研究证实：实验室测试和现场测试结果更接近于生产实际。但是，由于煤矿灾害发生时间的不确定性、突发性以及发生条件的不可控性等特点，在现场很难对一次完整的破坏过程进行测试，并进行针对性分析。为此，对于煤岩破坏特征的研究，主要是以实验室研究为主。

煤矿事故的发生大多是由于采掘活动的影响，造成煤岩一侧突然卸压、不均匀卸压，导致大量煤岩体在应力、瓦斯、煤体结构综合作用下从卸压侧大量涌入采掘空间。为此诸多学者开展了大量卸围压、卸轴压的实验测试，但是这些测试装置并不能测试煤岩单侧卸压时的破坏特征。为此，迫切需要一种能对单侧卸压时破坏特征，尤其是不同卸压窗口大小条件下的破坏特征进行测试的装置，这对研究煤与瓦斯突出过程煤岩破坏特征，尤其是深部煤岩破坏特征具有重要的指导，对揭示深部煤矿煤与瓦斯突出机理具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种设计科学、结构合理、能够在三轴方向对样品加载、可单侧卸压并调节卸压窗口大小的卸压窗口可调型三轴加载样品缸及其实验方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

卸压窗口可调型三轴加载样品缸，包括上加载头、下加载头、四方体样品缸、卸压窗口调节系统和加压系统，上加载头、下加载头和四方体样品缸均垂直设置，四方体样品缸包括前侧板、后侧板、左侧板、右侧板和底板，四方体样品缸的顶部敞口，前侧板、后侧板、左侧板和右侧板均垂直设置，底板水平设置，后侧板、右侧板和底板一体成型，底板的下表面固定连接在下加载头的上表面，左侧板的下侧边沿左右方向滑动连接在底板的上侧面，前侧板为左右伸缩的两级板，前侧板设在左侧板与右侧板之间，前侧板的下侧边沿前后方向滑动连接在底板的上侧面，卸压窗口调节系统安装在左侧板上，卸压窗口调节系统包括垂直控制窗口和水平控制窗口，垂直控制窗口和水平控制窗口均开设在左侧板内中部，垂直控制窗口设在水平控制窗口的右侧，垂直控制窗口的中间部分和水平控制窗口的中间部分左右对应贯通，垂直控制窗口内设有一块上竖直平板和一块下竖直平板，上竖直平板和下竖直平板相对垂直滑动在垂直控制窗口内，水平控制窗口内设有一块前竖直平板和一块后竖直平板，前竖直平板和后竖直平板相对前后水平滑动在水平控制窗口内，左侧板上设有分别驱动上竖直平板和下竖直平板上下垂直滑动的垂直动力机构、驱动前竖直平板和后竖直平板前后水平滑动的水平动力机构，左侧板的左侧面和前侧板的前侧面分别连接有若干液压推拉机构，各个液压推拉机构分别与加压系统连接。

前侧板包括左滑动板和右滑动板，右滑动板的下侧边沿前后方向滑动连接在底板的上侧面，右滑动板的内部开设有滑槽盲孔，滑槽盲孔沿左右方向设置且左侧敞口，左滑动板的右侧伸入到滑槽盲孔中且沿左右方向滑动连接在滑槽盲孔中，左滑动板的右侧边与滑槽盲孔内底部之间连接有压缩弹簧，左滑动板的左侧边沿前后方向滑动连接在底板的上侧面。