[发明专利]倾斜采空区单轴加载下多排群柱承载力的测试装置与方法

权利要求书

1.一种倾斜采空区单轴加载下多排群柱承载力的测试装置，其特征在于包括：试验机底座（1）、机架（2）、下压盘（3）、上压盘（4）、上滑动卡座（5）、下滑动卡座（6）、横架（7）、力控制装置、挡板（11）、保护环（12）、推动轴外壳（13）、固定环（14）、固定槽、刻度线（16），固定螺栓（17）、弧形卡块（18）、固定滚轴（19）、弧形槽（20）、定位槽（21）、固定块（22）；

机架（2）底部与试验机底座（1）连接，顶部与横架（7）连接；上滑动卡座和下滑动卡座分别为半圆柱块，下滑动卡座（6）上面设有位于同一中心线上的五个定位槽，各定位槽之间用挡板隔开，能对1～5个试件同时进行抗拉能力测试；上滑动卡座上部与上压盘连接，下滑动卡座与下压盘连接；上、下滑动卡座的外缘上设有刻度线（16），能精确地调控角度；固定环上设有固定螺栓，用于连接上、下滑动卡座；固定环外侧设有弧形卡块，上、下压盘与固定环通过弧形卡块与弧形槽咬合固定滚轴实现连接固定，在上压盘的底部、下压盘的顶部分别设置固定块（22），固定块内设有一个内部空心的弧形槽（20），其空心部位用来放置弧形卡块，弧形槽的上底面和下底面分别为凹槽型面，其中每个小凹槽对应的圆心角为2°，固定滚轴位于弧形槽的上底面和下底面之间，通过旋转固定滚轴与弧形槽配合，调控装置旋转角度，模拟倾斜采空区的倾斜角度；

下压盘（3）上面设有固定槽，用于放置挡板（11），下压盘（3）上在两块挡板之间设有定位槽（21），用于放置试件；

所述力控制装置包括液压推动轴（8）、液压油缸（9）、压力传感器（10）；液压推动轴由液压油缸进行控制调节；力控制装置通过液压推动轴作用于上压盘。

2.根据权利要求1所述的一种倾斜采空区单轴加载下多排群柱承载力的测试装置，其特征在于：所述的采空区为倾角为-50°~50°的煤层开采后形成的采空区；所述的群柱包括煤柱群、矿柱群、充填柱群、混凝土柱群、煤柱-充填柱组合群柱、矿柱-充填柱组合群柱或煤柱-混凝土柱组合群柱中的一种；所述的群柱是截面为圆形或矩形或三角形或梯形的群柱。

3.根据权利要求1所述的一种倾斜采空区单轴加载下多排群柱承载力的测试装置，其特征在于：所述的底座（1）上设有四个保护环（12），每个保护环（12）内部安装有一根机架（2）；横架（7）下方与1个液压推动轴（8）连接，液压推动轴（8）底部连接上压盘（4）；下压盘（3）与上压盘对应设置。

4.根据权利要求1所述的一种倾斜采空区单轴加载下多排群柱承载力的测试装置，其特征在于：所述固定环分别设置在上压盘与上滑动卡座之间、下压盘与下滑动卡座之间，固定环的中部设有固定螺栓，将上、下滑动卡座分别与固定环连接；

上压盘、下压盘与固定环之间通过弧形卡块连接固定，弧形卡块在上压盘与固定环之间、下压盘与固定环之间均为相同结构，弧形卡块的前、后端各设有一个固定滚轴。

5.根据权利要求1所述的一种倾斜采空区单轴加载下多排群柱承载力的测试装置，其特征在于：下压盘（3）上面设有1~25个固定槽，用于放置挡板（11），保证试件在装置旋转过程中不会滑落；下压盘（3）上每个定位槽（21）中心点位于同一直线上，定位槽的形状与试件形状相对应。

6.根据权利要求1所述的一种倾斜采空区单轴加载下多排群柱承载力的测试装置，其特征在于：所述挡板的长度、宽度和高度分别为300mm、5mm、90mm；上滑动卡座和下滑动卡座的长度和宽度分别为1000mm、400mm。

7.根据权利要求1所述的一种倾斜采空区单轴加载下多排群柱承载力的测试装置，所述力控制装置内部设有压力传感器（10），所述压力传感器（10）通过控制电路与微机连接，分别精确的显示试件的受力状态。