本发明专利技术公开了一种用于模拟大开挖空间二维相似模拟实验装置，包括支撑系统、升降系统和自移式导轨系统，护板通过挡杆与底座连接，前后支撑板通过螺母与护板固定连接，在前后支撑板上贴有不同方位的一组电阻应变片，电阻应变片与导线连接；支撑顶杆一端与前后支撑板连接，另一端与传动齿轮连接，传动杆的两端分别与传动齿轮及制动齿轮连接，制动齿轮与摇动手柄连接，摇动手柄固定在外接卡扣上，底座的两端与滑移轨道通过卡口型滑块连接，滑移轨道的两端与外接卡扣连接，外接卡扣通过紧固件与实验台两端立壁连接。本发明专利技术提高了实验过程中的操控性和精细度及实验规范性，减少实验时间及实验操作人员，节约成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿开采实验研究领域，尤其涉及一种用于模拟大开挖空间二维相似模拟实验装置。
技术介绍
相似模拟实验作为一种重要的实验室研究手段，在矿业、岩土、地质等领域广泛使用。根据工程在实验装置中设计各类开挖模型，通过观测和检测模型在开挖过程中发生的现象，来研究工程围岩的变形、破坏、塌落和渗流等问题，从而得出问题发生的现象或机理。相似模拟实验装置主要根据实验要求，对研究对象的形态，规律，按照一定的原贝1J，将现实中复杂的地质形态，以一定的比例反映在模型上，通过相似的操作，对研究对象所发生的现象和机理的规律性进行研究，从而达到认识现场机理，解决问题的目的。综采工作面液压支架为采场顶板提供支撑力和为工作空间提供防护，保证了工作面的安全性，在实际采煤过程中的矿压显现起着至关重要的影响作用。在相似模拟实验中，由于空间的限制和操作性的影响，实验室相似模拟中不注重此部分影响，一般不支撑或者采取简单方式支撑，跟现场的工作流程差距较大，使得此类相似模拟实验反应的现象不能与实际相匹配，并且不能有效监测在变形过程中的压力应变。而且，现有的采场支护支架都是人工控制，实验过程中需要前后至少两人操作和一人检查记录等工作，影响实验进度和人员费用的增大，增加了相似模拟实验的时间成本和资金成本。为了模拟大空间开挖的二维相似模拟实验更符合现场的实际情况，应该在实验设置中考虑在模型的开挖空间中安装具有类似特征的装置。
技术实现思路
本专利技术为了解决相似模拟实验中模拟大开挖空间支护的二维相似模拟实验不符合现场的实际情况所存在的问题，提供一种用于模拟大开挖空间二维相似模拟实验装置，可升降支架可实现升降和移动的机械控制和任意调节，提高实验过程中的操控性和精细度，提高实验规范性。为实现上述目的本专利技术采用以下技术方案:—种用于模拟大开挖空间二维相似模拟实验装置，包括支撑系统、升降系统和自移式导轨系统，所述支撑系统包括护板、前后支撑板、电阻应变片、导线、底座和挡杆；所述升降系统包含括支撑顶杆、传动齿轮、传动杆及制动齿轮，所述自移式导轨系统包括滑移轨道和外接卡扣，所述护板通过挡杆与底座连接，前后支撑板通过螺母与护板固定连接，在前后支撑板上贴有不同方位的一组电阻应变片，电阻应变片与导线连接，导线外接到检测仪器上；螺杆制成的支撑顶杆一端与前后支撑板连接，另一端与传动齿轮连接，传动杆的两端分别与传动齿轮及制动齿轮连接，制动齿轮与摇动手柄连接，摇动手柄固定在外接卡扣上，底座的两端与滑移轨道通过卡口型滑块连接，滑移轨道的两端与外接卡扣连接，外接卡扣通过紧固件与实验台两端立壁连接，构成实验台的外接系统。作为本专利技术进一步的方案，护板、前后两支撑板及底座均由钢性材料制成的长方体薄板，其中护板和底座的宽度为5?10cm，长度长于实验台5?1cm,且前后支撑板的宽度与护板宽度相同，其长度小于护板的1/2长度。作为本专利技术进一步的方案，护板上面加工有螺母孔，护板的两端加工有直径大于挡杆的孔洞，挡杆一端加工有螺纹，底座的两端与护板相对应位置也加工有和挡杆一端螺纹相匹配的螺纹孔，挡杆穿过护板的两端孔洞与底座上的螺纹孔连接，护板可沿着挡杆做垂直移动。作为本专利技术进一步的方案，传动齿轮安装在底座上挡杆的内侧，在底座的1/4和3/4处，支撑顶杆平行于挡杆竖直安装，操作时，顺时针转动摇动手柄，使支撑顶杆向上转动，带动前后支撑板向上移动；逆时针转动，使支撑顶杆向下转动，带动前后支撑板向下移动；拉动传动杆，使实验架沿着滑移轨道向前移动。作为本专利技术进一步的方案，滑移轨道长度与试验台长度相同或者长于实验架长度，且滑移轨道的上表面设有刻度标尺。本专利技术的有益效果:(I)该装置，结构简单，易于加工；外接式设计，使用方便，容易更换受损部分，减少实验投资成本，并能够节约资源；(2)该装置适应性强，能适用于各种角度和倾斜度的相似模拟开挖空间的支撑和应力应变监测，便于针对不同实验设计而自由调节。并且该装置能够循环利用，节省了相似模拟试验中的材料耗费；(3)该装置稳定性好，在实验操作过程中，不受开挖，整动，破坏等的扰动而随意移动，避免了实验中对支撑和监测效果的影响。支护系统滑移轨道表面标有刻度，可精确测量移动距离，避免开挖后移动尺寸难以控制，不方便测量的弊端，同时，可以辅助测量开挖空间在导轨方向的尺寸，使相似模拟更加规范化；(4)外接式设计与实验架连接匹配性好，便于在实验架上很快捷地安装和拆卸，这样，在需要支护的实验中快速安装，不需要时拆卸下来，节省了实验室空间，节省了相似模拟实验开挖时间，也方便实验做完后实验台的拆除和清理，有效提高了实验中的工作效率，节约了工作时间；配合实验台上的开挖层替代装置，提高实验速度，增加实验监测的精度，有效减少实验时间。减少实验操作人员，节约人本。【附图说明】图1为本专利技术的主视图；图2为本专利技术的正视图；图3为本专利技术的侧视图；图4为本专利技术与实验台组合使用示意图；图中:1、护板，2、前后支撑板，3、电阻应变片，4、导线，5、底座，6、挡杆，7、支撑顶杆，8、传动齿轮，9、传动杆，10、制动齿轮，11、滑移轨道，12、外接卡扣。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步阐述。如图当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于模拟大开挖空间二维相似模拟实验装置，其特征在于，包括支撑系统、升降系统和自移式导轨系统，所述支撑系统包括护板、前后支撑板、电阻应变片、导线、底座和挡杆；所述升降系统包含括支撑顶杆、传动齿轮、传动杆及制动齿轮，所述自移式导轨系统包括滑移轨道和外接卡扣，所述护板通过挡杆与底座连接，前后支撑板通过螺母与护板固定连接，在前后支撑板上贴有不同方位的一组电阻应变片，电阻应变片与导线连接，导线外接到检测仪器上；螺杆制成的支撑顶杆一端与前后支撑板连接，另一端与传动齿轮连接，传动杆的两端分别与传动齿轮及制动齿轮连接，制动齿轮与摇动手柄连接，摇动手柄固定在外接卡扣上，底座的两端与滑移轨道通过卡口型滑块连接，滑移轨道的两端与外接卡扣连接，外接卡扣通过紧固件与实验台两端立壁连接，构成实验台的外接系统。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：丁自伟，王威钦，宋晓华，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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