[发明专利]一种可测量侧压应力的破碎岩石承压变形实验装置及方法

说明书

本发明公开了一种可测量侧压应力的破碎岩石承压变形实验装置及方法，所述装置包括承载台，所述承载台的上端固定有承载盒，所述承载盒内设有空腔，所述空腔内设有转动机构，所述承载盒的两侧均可拆卸连接有安装盒，两个安装盒内均设有安装腔；所述方法，包括以下步骤：S1、将反力框架安装在对应的压力机设备上，将需要测试的破碎岩石试样放入试验盒内。本发明能够保证在破碎岩石承压变形实验过程中对实验装置侧壁实现准确测量，还能够保证测量的精确度，同时稳定性高，方便安装和拆卸，减轻了安装人员的工作强度，同时能保证在实验时整体的稳定性，结构简单，操作方便。

技术领域

本发明涉及岩破碎岩石承压变形技术领域，尤其涉及一种可测量侧压应力的破碎岩石承压变形实验装置及方法。

背景技术

全部垮落法开采过程中，随着采煤工作面不断地向前推进，顶板岩层不断垮落不仅可以及时减少工作面的控顶面积，而且由于顶板垮落后破碎岩石对采空区的充填，对上覆岩层起到了一定的支承作用，从而减轻了工作面顶板压力，同时对上覆岩层运动和地表沉陷具有一定的抑制作用。

采空区内垮落的破碎岩石处于一种长期承压变形的状态，时间效应极为显著，随着时间的推移，破碎岩石会因承载能力降低而减弱对覆岩的支承作用，极易加剧采空区围岩结构失稳，引发矿井突水和地表塌陷等动力灾害，因此，很有必要对破碎岩石承载变形特性进行实验研究。

在破碎岩石承压变形实验中，破碎岩石承载变形特性除了受破碎岩石级配、轴向加载力和加载方式等常规实验参数的影响外，由于实验装置多呈窄而高的形状，破碎岩石与实验装置侧壁之间的压应力也会对破碎岩石承载变形特性产生较大影响。

但是，现有技术对破碎岩石与实验装置侧壁之间的压应力的求取仅停留在理论计算，在破碎岩石承压变形实验中，如何实测破碎岩石与实验装置侧壁之间的压应力，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题，为此，我们提出了一种可测量侧压应力的破碎岩石承压变形实验装置及方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种可测量侧压应力的破碎岩石承压变形实验装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种可测量侧压应力的破碎岩石承压变形实验装置，包括承载台，所述承载台的上端固定有承载盒，所述承载盒内设有空腔，所述空腔内设有转动机构，所述承载盒的两侧均可拆卸连接有安装盒，两个安装盒内均设有安装腔，两个安装腔内均设有夹持机构，所述转动机构分别和两个夹持机构相互连接，所述承载台的上端四角均固定有支撑柱，四个支撑柱的上端共同固定有放置板，所述放置板的两侧均设有豁口，两个豁口分别与两个夹持机构相互对应，所述放置板的上端放置有反力框架，所述反力框架内的相对两侧壁上沿竖直方向等间距各布设至少三个侧向应力传感器，所述侧向应力传感器上的压力探头一端固定有传力杆，所述反力框架底板中部放置有试验盒，所述试验盒的两侧均固定有封闭板，所述传力杆的一端贯穿试验盒的侧壁并延伸至试验盒内，并连接有侧向约束压板，所述试验盒内设有试样本体，且同一侧的侧向约束压板的一端抵触在试样本体的一侧，所述试样本体的上端设有压力加载装置。

优选地，所述压力加载装置包括抵触在试样本体上端的法向压头，所述法向压头的上端固定有压力机油缸活塞杆，所述承载台的上端四角均固定有垫块，四个垫块的上端均固定有支撑杆，四个支撑杆的上端共同固定有安装板，所述安装板上贯穿并固定有压力机油缸，所述压力机油缸活塞杆的上端安装在压力机油缸上。

优选地，所述转动机构包括贯穿并固定在空腔内一端侧壁上的第一轴承，所述第一轴承内贯穿设有转动杆，所述转动杆的一端固定有摇把，所述转动杆的另一端固定有第二锥形齿轮，所述空腔内的两侧和两个安装腔的一侧均共同设有第二轴承，两个第二轴承内共同螺纹套接有螺杆，所述螺杆上固定套装有第一锥形齿轮，所述第一锥形齿轮和第二锥形齿轮相互啮合，且第一锥形齿轮位于空腔内，所述螺杆的两端分别转动连接在两个安装腔内的一端侧壁上。