[实用新型]一种动荷载影响下顶板渗流试验装置

说明书

一种动荷载影响下顶板渗流试验装置，属于采矿工程技术领域。所述动荷载影响下顶板渗流试验装置，包括实验罐体、轴压系统、围压系统、大渗流系统、动荷载系统、外部框架和控制系统，控制系统包括围压控制器、轴压控制器、大渗流控制器、动荷载控制器和数据采集器。所述动荷载影响下顶板渗流试验装置能够同时采集顶板试样在施加轴压、围压、动荷载以及大渗流供水时的数据。

技术领域

本实用新型涉及采矿工程技术领域，特别涉及一种动荷载影响下顶板渗流试验装置。

背景技术

水在煤系地层中广泛分布，一般分为承压水和自由水。巷道开挖与掘进破坏了岩体的原岩应力状态，应力调整过程中改变了岩体的结构及其赋存形态，易于引起巷道顶板水的流动，如果水压及水量较大，可能造成突水事故。研究发现顶板水渗流过程中，不仅削弱了顶板岩石的强度，也降低了支护体的强度，易于诱发巷道顶板变形失稳。

目前渗流研究倾向大多是从微观对岩体或土体内部水迁移路径及水迁移过程中局部区域的物理力学性能变化展开研究。由于受到研究对象缩放比例、尺寸的影响，很难对整个顶板存在原生裂隙的脆弱区以和相对完整、致密物理力学性能较好的稳定区，在外部动力影响下对顶板渗流情况及顶板整体的稳定性展开研究，以往的研究无法同时获取脆弱区域和稳定区域的协同变化。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种动荷载影响下顶板渗流试验装置，能够同时采集顶板试样在施加轴压、围压、动荷载以及大渗流供水时的数据，能够研究富水地段顶板由原生裂隙主导的脆弱区域影响范围、弱化程度并总结裂隙形式与影响范围、弱化程度之间的规律，进而展开脆弱区在受到持续渗流、突发动荷载影响下失稳、破坏对外缘稳定区域及顶板整体稳定性的影响。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种动荷载影响下顶板渗流试验装置，包括实验罐体、轴压系统、围压系统、大渗流系统、动荷载系统、外部框架和控制系统；

所述实验罐体的顶部设有出水口，实验罐体的底部设有进水口，实验罐体侧壁的下部设有第一通孔，实验罐体侧壁的上部设有第二通孔，实验罐体的内部设置有顶板试样，所述顶板试样内设有裂隙，顶板试样的侧壁设有应变片和振动传感器，顶板试样的上方设有上保护板，顶板试样的下方设有下保护板，所述上保护板和下保护板均设有与所述裂隙正对的通槽，所述上保护板的上方设有上渗透加压板，所述下保护板的下方设有下渗透加压板，所述上保护板和上渗透加压板均设有相对应的渗流孔，所述下保护板和下渗透加压板均设有相对应的渗流孔，所述上渗透加压板和下渗透加压板均设有渗透板引水接头，所述上渗透加压板的渗透板引水接头通过金属承压水管与所述出水口连接，所述下渗透加压板的渗透板引水接头通过金属承压水管与所述进水口连接，所述上渗透加压板、上保护板、顶板试样、下保护板、下渗透加压板、应变片和振动传感器的整体的外部包裹隔油橡胶膜；

所述轴压系统包括上加载活塞、加载千斤顶、下加载活塞和压力传感器，所述上加载活塞设置在上渗透加压板的上方，且与实验罐体的顶部通过线轴承连接，上加载活塞的上方设有加载千斤顶，所述下加载活塞设置在下渗透加压板的下方，且与实验罐体的底部通过线轴承连接，所述下加载活塞的下方设有压力传感器；

所述围压系统包括液压油罐、进油泵组和回油气泵，所述液压油罐分别通过第一围压管线和第二围压管线与第一通孔连通，液压油罐通过第三围压管线与第二通孔连通，所述第一围压管线上设置有进油泵组和第一截止阀，所述第二围压管线上设有第二截止阀，所述第三围压管线上设有第五截止阀和第三截止阀，所述第五截止阀设置在靠近液压油罐的一侧，所述回油气泵设置在第五截止阀和第三截止阀之间，且通过第四围压管线与第三围压管线连通，所述第四围压管线上设有第四截止阀；