[发明专利]砌体梁关键块体接触面应力分布形态测试方法

权利要求书

1.一种砌体梁关键块体接触面应力分布形态测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1. 将测试装置的底座（7）、两个横向固定板（6）和两个竖向固定板（2）组装固定，结合实际采煤工作面采高、直接顶岩层累计厚度及直接顶岩层的碎胀系数，确定采煤工作面顶板砌体梁结构关键块体的回转高度S和放置岩石试件的两个回转轴（4）的高度差ΔH，计算方式如下：

S =（M+Σh_i）-K_p×Σh_i

ΔH= S /ζ

式中，S为采煤工作面顶板砌体梁结构关键块体的回转高度；M为采煤工作面采高；K_p为采煤工作面直接顶岩层的碎胀系数；Σh_i为采煤工作的直接顶岩层累计厚度；ζ为实验相似比；ΔH为两个回转轴（4）的高度差；

步骤2. 调节两个竖向固定板（2）内侧的两个回转轴（4）的高度满足步骤1计算所得的ΔH的要求，即ΔH=|H₁-H₂|，其中H₁为第一岩石试件（1）所在的回转轴（4）的高度，H₂为第二岩石试件（15）所在的回转轴（4）的高度，将测试装置放置于电液伺服万能实验机（18）上，两个岩石试件分别放置于测试装置两个回转轴（4）的试件支架上，第一岩石试件（1）保持水平，第二岩石试件（15）倾斜放置，第二岩石试件（15）底部一侧放置于试件支架上，另一侧抵在第一岩石试件（1）侧面下端，使两个岩石试件接触，调节电液伺服万能实验机（18）使加载横梁（17）下移至距离岩石试件顶部5~10cm的位置后停止下移；

步骤3. 在两个岩石试件的任一接触面上，通过液体胶粘结薄膜应力测试仪（12），并将薄膜应力测试仪（12）与计算机（14）连接，薄膜应力测试仪（12）对两个岩石试件之间接触面的应力分布形态及变化进行检测；带拉绳的位移传感器（13）固定于底座（7）上表面，位移传感器（13）的拉绳的一端连接在第一岩石试件（1）底部，位移传感器（13）实时记录第一岩石试件（1）在回转过程中的位移，位移传感器（13）与计算机（14）连接，位移传感器（13）的测量数据传输至计算机（14）中；

步骤4. 调节电液伺服万能试验机（18）的加载横梁（17）下移至岩石试件加载盘（16）与第一岩石试件（1）接触，通过加载横梁（17）底部的岩石试件加载盘（16）对第一岩石试件（1）加压，通过电液伺服万能实验机（18）设置不同的加载压力值，模拟砌体梁结构关键块体上的载荷大小；在压力作用下，岩两个岩石试件分别以靠近自身的回转轴（4）为轴转动，通过薄膜应力测试仪（12）实时记录两个岩石试件的接触面受到压力挤压时的应力分布形态及变化，位移传感器（13）记录第一岩石试件（1）的位移，并将薄膜应力测试仪（12）和位移传感器（13）所测数据传输至计算机（14）中存储并显示。

2.根据权利要求1所述的砌体梁关键块体接触面应力分布形态测试方法，其特征在于：所述岩石试件为切割成的矩形岩石试件，且两个岩石试件形状相同。

3.根据权利要求1所述的砌体梁关键块体接触面应力分布形态测试方法，其特征在于：所述岩石试件在测试过程中，其顶部高于竖向固定板（2）顶部。

4.根据权利要求1所述的砌体梁关键块体接触面应力分布形态测试方法，其特征在于：所述回转轴（4）固定焊接两个支撑岩石试件的试件支架，试件支架包括合页（10）和角钢（11），合页（10）焊接在角钢（11）外侧。

5.根据权利要求1所述的砌体梁关键块体接触面应力分布形态测试方法，其特征在于：所述两个竖向固定板（2）内侧沿竖直方向等间距设置若干卡位环（3），卡位环（3）分为两列在竖向固定板（2）的竖直边缘处。