一種室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)機(jī)的加載板裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)機(jī)的加載板設(shè)計(jì)裝置，它由加載板、繩索通道、高強(qiáng)度繩索組成，加載板（包括加載板上的繩索通道）和安裝加載板的高強(qiáng)度繩索。高強(qiáng)度繩索穿過加載板上的繩索通道，掛在室內(nèi)吊機(jī)的掛鉤上，將加載板安裝在試樣外側(cè)，高強(qiáng)度繩索與加載板連接，高強(qiáng)度繩索安裝加載板前通過繩索通道連接在加載板上，連接好后掛在起吊機(jī)的吊鉤上。結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，提高了加載板安裝過程的穩(wěn)定性，降低了室內(nèi)試驗(yàn)安全隱患。適于用室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)。本發(fā)明在力學(xué)、隧道、橋梁、地鐵等領(lǐng)域現(xiàn)場(chǎng)巖體試樣或物理模擬試樣的大型三軸試驗(yàn)都具有一定的應(yīng)用前景。
【專利說明】
一種室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)機(jī)的加載板裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于巖石力學(xué)性質(zhì)研究技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)機(jī)的加載板設(shè)計(jì)裝置，適用于力學(xué)、土木工程、巖土工程、采礦工程等，尤其適用于室內(nèi)試驗(yàn)壓裂液的回收。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)力學(xué)原理，任何物體都受到來自X、Y、Z三個(gè)方向的力，分別叫做最大主應(yīng)力、中主應(yīng)力和最小主應(yīng)力，用符號(hào)O^O2J3表示(一般來說彡σ3)。在深部巖土力學(xué)環(huán)境中，巖土體三向應(yīng)力各不相等，為模擬高地應(yīng)力環(huán)境下巖體的力學(xué)破壞行為，在室內(nèi)開展真三軸大型物理模擬試驗(yàn)。巖體所受到的三個(gè)主應(yīng)力的大小往往是不同的，真三軸大型物理試驗(yàn)是模擬巖體受到荷重的情況下，內(nèi)部任一小單元所承受的應(yīng)力狀態(tài)。
[0003]研究在三向應(yīng)力條件下，主應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系及強(qiáng)度特性。試樣一般為正立方體或矩形體。試驗(yàn)時(shí)對(duì)試樣各互相垂直的主應(yīng)力面(即Χ、γ、ζ)分別施加大于主應(yīng)力O1、中主應(yīng)力02及小主應(yīng)力σ3(主應(yīng)力的關(guān)系:彡O3)，即試樣在三個(gè)互相垂直面上施加各自獨(dú)立的三個(gè)主應(yīng)力O1Wh 03，測(cè)定相應(yīng)的主應(yīng)變?chǔ)纽?、?、ε3和體積變化等。室內(nèi)真三軸試驗(yàn)方法測(cè)定的結(jié)果比常規(guī)三軸試驗(yàn)即軸對(duì)稱三軸試驗(yàn)更能反映真實(shí)的本構(gòu)關(guān)系，也更復(fù)雜。
[0004]室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)機(jī)所用的側(cè)向(02和O3方向)加載板一般為30-60mm，厚的鋼板，其長寬高按照加載試樣尺寸大小選取，長寬截面應(yīng)略大于試樣側(cè)面。加載板總重量一般在10kg以上，安裝時(shí)采用吊機(jī)機(jī)械安裝和人工輔助的方式，但是室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)機(jī)常用的加載板通常只有I個(gè)掛鉤可供吊機(jī)使用，安裝過程中容易搖擺不定，給試驗(yàn)操作人員帶來了一定的安全隱患，為此，想到改進(jìn)加載板的一種設(shè)計(jì)方法，即在加載板上布置3-6個(gè)繩索通道，方便吊機(jī)提起、人工安裝，增強(qiáng)安裝過程的安全性。提高加載板安裝過程的穩(wěn)定性、降低室內(nèi)試驗(yàn)安全隱患，是本發(fā)明專利的主要目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是在于提供了一種室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)機(jī)的加載板設(shè)計(jì)裝置，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，提高了加載板安裝過程的穩(wěn)定性，降低了室內(nèi)試驗(yàn)安全隱患。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施:
一種室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)機(jī)的加載板設(shè)計(jì)裝置，它由加載板、繩索通道、高強(qiáng)度繩索組成，加載板(包括加載板上的繩索通道)和安裝加載板的高強(qiáng)度繩索。其特征在于:高強(qiáng)度繩索穿過加載板上的繩索通道，掛在室內(nèi)吊機(jī)的掛鉤上，將加載板安裝在試樣外側(cè)，高強(qiáng)度繩索與加載板連接，高強(qiáng)度繩索安裝加載板前通過繩索通道連接在加載板上，連接好后掛在起吊機(jī)的吊鉤上。室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)機(jī)的加載板為長680 — 720mm、寬580 — 620mm、厚48 — 52mm的長方體，選用實(shí)心、高強(qiáng)度不銹鋼材質(zhì)，在側(cè)向加載板的上部、距離邊緣48 — 52mm處對(duì)稱設(shè)置4個(gè)直徑18 — 22mm的掛鉤通道(以4個(gè)繩索通道為例)，通道貫通加載板整個(gè)厚度，繩索通道距離加載板上側(cè)面48 — 52mm，通道之間的間隔距離100 — 140mm，通道直徑大于高強(qiáng)度繩索直徑。吊機(jī)提取加載板的繩索采用直徑13 — 17mm的高強(qiáng)度繩索，該繩索在1KN的壓力作用下不發(fā)生變形、折斷等損壞現(xiàn)象，將高強(qiáng)度繩索穿過加載板預(yù)留的繩索通道。
[0007]本發(fā)明的工作過程如下所述，室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)前，借助室內(nèi)起吊機(jī)將加載板安裝在試樣外側(cè)，高強(qiáng)度繩索需要穿過繩索通道，以此來固定高強(qiáng)度繩索與加載板之間的連接，高強(qiáng)度繩索在安裝加載板前通過繩索通道連接在加載板上，連接好后掛在起吊機(jī)的吊鉤上，同時(shí)需要保證，在起吊前、起吊過程中、安裝過程中加載板始終處于豎直平衡狀態(tài)。具體的實(shí)驗(yàn)操作:將高強(qiáng)度繩索連接在加載板的繩索通道上，吊機(jī)提取、人工輔助將加載板安裝在試樣外側(cè)面。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果:
I)該裝置只需在原有室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)機(jī)側(cè)向加載板的基礎(chǔ)上改進(jìn)即可。
[0009]2)加工工藝簡單，屬于單一機(jī)械性性加工，不涉及任何化學(xué)、物理裝置，易于操作。
3)用于提取加載板的繩索可隨裝隨用，連接方式簡單。
[0010]4)操作方便，大大提高了室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)加載板安裝和拆卸過程的安全性。
[0011]5)節(jié)約室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)時(shí)間成本。運(yùn)用改進(jìn)后的加載板安裝及拆卸過程節(jié)約時(shí)間約1min/次，完成一次室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)過程需安裝和拆卸加載板4次，故一次試驗(yàn)節(jié)省時(shí)間約40分鐘。
[0012]本發(fā)明通過增設(shè)加載板上的繩索安裝通道，增強(qiáng)加載板被提取安裝過程中整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能，適于用室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)。本發(fā)明在力學(xué)、隧道、橋梁、地鐵等領(lǐng)域現(xiàn)場(chǎng)巖體試樣或物理模擬試樣的大型三軸試驗(yàn)都具有一定的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0013]圖1為一種室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)機(jī)側(cè)向加載板裝置示意圖；
圖2a為一種加載板裝置的主視圖；
圖2b為一種加載板裝置的俯視圖；
圖2c為一種加載板裝置的側(cè)視圖。
[0014]其中:1一加載板，1-1 一繩索通道;2 —高強(qiáng)度繩索。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1(以4個(gè)繩索通道為例):
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，一種室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)機(jī)側(cè)向加載板裝置，它由加載板1、繩索通道1-1、高強(qiáng)度繩索2組成，其特征在于:高強(qiáng)度繩索2穿過加載板上的繩索通道1-1，掛在室內(nèi)吊機(jī)的掛鉤上，將加載板I安裝在試樣外側(cè)，高強(qiáng)度繩索2與加載板I連接，高強(qiáng)度繩索2安裝加載板I前通過繩索通道1-1連接在加載板I上，連接好后掛在起吊機(jī)的吊鉤上。室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)前，借助室內(nèi)起吊機(jī)將加載板I安裝在試樣外側(cè)，高強(qiáng)度繩索2需要穿過繩索通道1-1，以此來固定高強(qiáng)度繩索2與加載板I之間的連接，高強(qiáng)度繩索2在安裝加載板前通過繩索通道連接在加載板I上，連接好后掛在起吊機(jī)的吊鉤上，同時(shí)需要保證，在起吊前、起吊過程中、安裝過程中加載板I始終處于豎直平衡狀態(tài)。
[0016]室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)機(jī)的加載板I為長680或690或700或710或720mm、寬580或590或600或610或620mm、厚48或49或50或51或52mm的長方體，選用實(shí)心、高強(qiáng)度不銹鋼材質(zhì)，在側(cè)向加載板I的上部、距離邊緣48或49或50或51或52mm處對(duì)稱設(shè)置四個(gè)直徑18 —22mm的掛鉤通道，通道貫通加載板I整個(gè)厚度，繩索通道1-1距離加載板I上側(cè)面48 — 52mm。該繩索在1KN的壓力作用下不發(fā)生變形、折斷等損壞現(xiàn)象，將高強(qiáng)度繩索穿過加載板預(yù)留的繩索通道。
[0017]如圖2a所示，加載板上的繩索通道1-1對(duì)稱分布在加載板I上。繩索通道1-1之間的間隔距離100或110或120或130或140mm，繩索通道1-1直徑大于高強(qiáng)度繩索2直徑。
[0018]如圖2b所示，加載板上的繩索通道1-1對(duì)稱分布在加載板I上。
[0019]如圖2c所示，加載板上的繩索通道1-1對(duì)稱分布在加載板I上。繩索通道直徑13或14或15或16或17mm，繩索通道1-1直徑大于高強(qiáng)度繩索2直徑。該繩索在1KN的壓力作用下不發(fā)生變形、折斷等損壞現(xiàn)象，將高強(qiáng)度繩索穿過加載板預(yù)留的繩索通道。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)機(jī)側(cè)向加載板裝置，它由加載板(1)、繩索通道(1-1)、高強(qiáng)度繩索(2)組成，其特征在于:高強(qiáng)度繩索(2)穿過加載板上的繩索通道(1-1)，掛在室內(nèi)吊機(jī)的掛鉤上，將加載板(I)安裝在試樣外側(cè)，高強(qiáng)度繩索(2)與加載板(I)連接，高強(qiáng)度繩索(2)安裝加載板(I)前通過繩索通道(1-1)連接在加載板(I)上，連接后掛在起吊機(jī)的吊鉤上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)機(jī)側(cè)向加載板裝置，其特征在于:所述的加載板(I)長680 — 720mm、寬580 — 620mm、厚48 — 52mm的長方體，在側(cè)向加載板(I)的上部、距離邊緣48 — 52mm處對(duì)稱設(shè)置四個(gè)直徑18 一 22mm的掛鉤通道，繩索通道(1-1)距離加載板(I)上側(cè)面48 — 52mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)機(jī)側(cè)向加載板裝置，其特征在于:所述的加載板(I)上的繩索通道(1-1)對(duì)稱分布在加載板(I)上，繩索通道(1-1)通道之間的距離100 — 140mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)真三軸大型物理模擬試驗(yàn)機(jī)側(cè)向加載板裝置，其特征在于:所述的繩索通道(1-1)直徑13 — 17mm。
【文檔編號(hào)】G01N3/08GK105954102SQ201610381181
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月1日
【發(fā)明人】汪虎, 楊春和, 郭印同, 王磊, 侯振坤, 徐峰, 張萍
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所