一种高应力三维相似模拟试验装置

摘要

本实用新型涉及一种高应力三维相似模拟试验装置。其技术方案是：四块圆弧形加载板(4)分别通过下铰链(9)和上铰链(3)铰接成下半圆管和上半圆管，下半圆管和上半圆管通过螺栓(6)连接为压力室，压力室呈圆管状。压力室的一端设置有可移动圆形轴向加载板(7)，可移动圆形轴向加载板(7)通过千斤顶(18)分别与两根立柱(11)连接。压力室的另一端设置有固定圆形轴向加载板(16)，固定圆形轴向加载板(16)通过四个固定杆(15)与另一侧的两根立柱(11)固定连接。本实用新型具有安全性高、相似性强、能模拟大尺寸岩体试件、成本低、普及性高、操作简单和试验结果准确可靠的特点，适用于深部洞室岩体工程模型试验研究。

主权项

一种高应力三维相似模拟试验装置，其特征在于所述相似模拟试验装置由支撑装置、径向加载装置和轴向加载装置三部分组成，径向加载装置和轴向加载装置与支撑装置连接；支撑装置由两个垂直支撑架(1)、两根支撑梁(12)、中间承载梁(13)、两根连接梁(14)和两排支撑块(8)构成；两个垂直支撑架(1)结构相同，垂直支撑架(1)由矩形框架(10)和两根立柱(11)构成，两根立柱(11)垂直地固定在矩形框架(10)内，两根立柱(11)对称地位于矩形框架(10)中间连线的两侧；垂直支撑架(1)的下部横梁对称地固定在两根支撑梁(12)的两端，两根支撑梁(12)对称地位于垂直支撑架(1)的下部横梁水平方向中垂线的两侧，两根支撑梁(12)的上平面对称地设有支撑块(8)；两根连接梁(14)分别与垂直支撑架(1)的上部横梁两端对应固定连接，中间承载梁(13)的两端固定在两根连接梁(14)的中间位置处；径向加载装置包括四块圆弧形加载板(4)、三个电葫芦(2)、上铰链(3)、螺栓(6)和下铰链(9)；四块圆弧形加载板(4)的形状相同，其中的两块圆弧形加载板(4)通过下铰链(9)铰接成下半圆管，另两块圆弧形加载板(4)通过上铰链(3)铰接成上半圆管；在靠近下半圆管的两条边处的外壁分别设有耳板(5)，所述靠近下半圆管的两条边平行于下半圆管的轴线，在靠近上半圆管的两条边处的外壁分别设有耳板(5)，所述靠近上半圆管的两条边平行于上半圆管的轴线；每个耳板(5)对称地开有螺孔，螺孔为15~30个，螺栓(6)通过耳板(5)所开有的螺孔将下半圆管和上半圆管连接为压力室，压力室呈圆管状；压力室的长度和直径比为1： (0.5~1)；下半圆管置于支撑块(8)上，三个电葫芦(2)与中间承载梁(13)固定连接，三个电葫芦(2)分别通过各自的吊绳与上半圆管的两个耳板(5)和上铰链(3)对应连接；轴向加载装置包括四个千斤顶(18)、四个固定杆(15)、两个滑轨(17)、可移动圆形轴向加载板(7)和固定圆形轴向加载板(16)；压力室的一端同圆心地设置有可移动圆形轴向加载板(7)，可移动圆形轴向加载板(7)的水平直径线上对称地装有两个滑轨(17)，两个滑轨(17)的另一端与两根立柱(11)对应连接；两根立柱(11)分别对称地装有两个千斤顶(18)，两个千斤顶(18)分别位于滑轨(17)的正上方和正下方，四个千斤顶(18)的一端与可移动圆形轴向加载板(7)连接，四个千斤顶(18)在可移动圆形轴向加载板(7)中心对称设置；压力室的另一端同圆心地设置有固定圆形轴向加载板(16)；固定圆形轴向加载板(16)通过四个固定杆(15)与另一侧的两根立柱(11)固定连接，四个固定杆(15)与四个千斤顶(18)对称设置；可移动圆形轴向加载板(7)和固定圆形轴向加载板(16)的直径与压力室内径的名义尺寸相同。