[实用新型]一种气动加载相似模拟实验装置

说明书

本实用新型公开了一种气动加载相似模拟实验装置，至少包括一压缩空气源、一垂向压力稳定罐、一水平压力稳定罐、若干垂向加载气缸、若干水平加载气缸和一实验箱体。压缩空气源、垂向压力稳定罐和水平压力稳定罐与若干垂向加载气缸和水平加载气缸通过管路相连，气缸数量可在3‑10个；实验箱体主要由万向压头连接件、第一导压板、第二导压板、盖板和外框架构成；实验箱体的盖板和主框架为可拆卸式；采用压缩气源作为动力传递介质，利用气缸经万向压头连接件、第一导压板、第二导压板向相似模拟材料施加压力，可实现水平方向和垂向方向上的独立加载。本实用新型专利可大幅缩短相似模拟实验的实验周期，同时实验材料可反复利用，对实验结果的重复性验证有积极作用。

技术领域

本实用新型涉及煤矿安全领域，特别涉及一种气动加载相似模拟实验装置。

背景技术

相似材料模拟实验是一种研究矿山压力场变化和岩层移动变形规律的常用实验方法，该方法能够直观的描述岩体内部的破坏、运移过程。然而现有的相似材料模拟实验平台多为大尺度钢结构平台，常采用液压动力作为加载动力源，相似材料多以水、碳酸钙、砂子、石膏等固体材料混合配比而成。在这种情况下，每次实验需要消耗大量的时间用于相似材料的固结养护，实验周期长。另外在实验过程中，实验材料遭到破坏性影响，无法重复利用，为一次性实验，对于实验数据的可靠性和实验结论的验证造成了不便。在加载动力方面，由于采用液压动力，加载力大，精度低，难以实现对加载压力的精确控制。因此，开发一种可实现快速装样、实验材料可重复利用的相似模拟实验平台有着重要的技术意义。

本实用新型的方案便是针对上述问题对现有相似模拟实验平台进行的改进。

实用新型内容

为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供一种结构简单、装样速度快、材料可重复利用的气动加载相似模拟实验装置，解决目前相似模拟实验技术中，实验周期长、实验过程可重复性差等问题。

为了达到上述实用新型目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种气动加载相似模拟实验装置，至少包括一压缩空气源、一垂向压力稳定罐、一水平压力稳定罐、若干垂向加载气缸、若干水平加载气缸和一实验箱体，其中：

所述压缩空气源、垂向压力稳定罐和水平压力稳定罐与若干所述垂向加载气缸和水平加载气缸通过管路相连；

所述实验箱体主要由万向压头连接件、第一导压板、第二导压板、盖板和外框架构成；

所述垂向压力稳定罐上设有第一进气阀和第一压力表，通过垂向进气管路与若干所述垂向加载气缸相连，在垂向进气管路上设有垂向进气路总阀和垂向进气路泄压阀，在垂向回气管路上设有垂向回气路总阀和垂向回气路泄压阀；

所述水平压力稳定罐上设有第二进气阀和第二压力表，通过水平进气管路与若干所述水平加载气缸相连，在水平进气管路上设有水平进气路总阀和水平进气路泄压阀，在水平回气管路上设有水平回气路总阀和水平回气路泄压阀。

进一步的，每个所述垂向加载气缸通过所述万向压头连接件与所述第一导压板相连，用于推动所述第一导压板实现垂向加载过程。

进一步的，在所述第一导压板一侧的外框架上开设有若干垂向通孔，用于所述垂向进气管路和垂向回气管路贯穿。

进一步的，每个所述垂向加载气缸上设置有第一独立进气阀和第三压力表。

优选的，所述垂向加载气缸的数量为3-10个。

进一步的，每个所述水平加载气缸通过所述万向压头连接件与所述第二导压板相连，用于推动所述第二导压板实现水平加载过程。

进一步的，在所述第二导压板一侧的外框架上开设有若干水平通孔，用于所述水平进气管路和水平回气管路贯穿。

进一步的，每个所述水平加载气缸上设置有第二独立进气阀和第四压力表。