TBM滚刀与高压水射流耦合破岩模拟试验系统与方法

    公开(公告)号:CN111624088A

    公开(公告)日:2020-09-04

    申请号:CN202010328515.X

    申请日:2020-04-20

    申请人: 山东大学

    IPC分类号: G01N3/00 G01N3/02 G01M99/00

    摘要: 本公开提供了一种TBM滚刀与高压水射流耦合破岩模拟试验系统与方法,本公开能够实现多把盘型滚刀的安装,可调整滚刀位置,侧面及后侧液压油缸对岩石试件三向加压,可真实模拟掌子面岩石三向应力状态。试验装置采用卧式设计,刀盘水平破岩,滚刀角度可调,刀盘不仅可以旋转切割岩石,还可以垂直上下直线切割岩石,可模拟现场TBM滚刀不同半径破岩过程,更加贴近于真实工况下滚刀切削破岩的情况,可配合高压水射流耦合作用,使破岩效果更佳。

    用于模型试验任意形状隧洞开挖的仿形掘进系统及方法

    公开(公告)号:CN110656949A

    公开(公告)日:2020-01-07

    申请号:CN201910791075.9

    申请日:2019-08-26

    申请人: 山东大学

    IPC分类号: E21D9/10 E21D9/11 E21D9/12

    摘要: 本发明公开了用于模型试验任意形状隧洞开挖的仿形掘进系统及方法,它解决了现有岩土相似模型试验中只能开挖圆形隧洞的问题,实现了任意形状隧洞的全断面机械化开挖成型的有益效果,其方案如下:用于模型试验任意形状隧洞开挖的仿形掘进系统,包括仿形掘进机构、旋转前进机构、支撑架及排渣装置。仿形掘进机构包括用于开挖隧洞的定位刀头、前刀盘、后刀盘和仿形框,定位刀头、前刀盘和后刀盘同轴旋转,其中定位刀头用于定位,前刀盘用于开挖圆形隧洞,后刀盘带动刀头沿着仿形框伸缩旋转,将圆形隧洞扩修成仿形框形状;只需要按照隧洞形状和尺寸更换仿形框就能实现任意洞形全断面机械化开挖。

    适用不同尺寸与形状钢砼构件的可调三维加载试验系统

    公开(公告)号:CN109283058A

    公开(公告)日:2019-01-29

    申请号:CN201811277780.9

    申请日:2018-10-30

    申请人: 山东大学

    IPC分类号: G01N3/10 G01N3/04

    摘要: 本发明涉及一种适用不同尺寸与形状钢砼构件的组合可调三维加载试验系统,包括一个组装式底座,在所述的组装式底座上设有可以沿着组装式底座左右方向移动的回形结构I,在所述的回形结构I的内部设有三个回形结构II,其中位于中间的回形结构II固定不动,两侧的回形结构II在推移油缸的驱动下可以沿着组装式底座前后方向移动;三个回形结构II围成的空间内设有一个升降试验平台,在所述的回形结构I上设有用于对钢砼构件后部加载的后部加载油缸,在所述的回形结构II上设有用于对钢砼构件侧部和顶部加载的侧部加载油缸和上部加载油缸;加载油缸通过推移固定装置进行推动和固定。

    适应不同尺度模型的自动拆分锁定模拟试验系统

    公开(公告)号:CN117232978A

    公开(公告)日:2023-12-15

    申请号:CN202311204085.0

    申请日:2023-09-18

    IPC分类号: G01N3/12 G01N3/02

    摘要: 本发明公开适应不同尺度模型的自动拆分锁定模拟试验系统,属于煤炭开采和岩土工程科研技术领域,包括:反力框架装置、隔板、自动拆分装置和顶部加载装置,导轨槽与隔板滑槽垂直,第一抬升油缸安装在导轨槽中,导轨安装在抬升油缸顶端,底座放置在固定座上,轮子转动安装在底座底端,第一伺服电机安装在底座上,第一伺服电机与轮子连接;副反力框架安装在主反力框架两侧,主反力框架和副反力框架安装在底座上;隔板在隔板滑槽中滑动,顶部加载装置安装在主反力框架和副反力框架顶端。本发明通过自动拆分装置将反力框架装置自动拆分为三个部分,可开展三台不同尺寸的试验,避免不同尺寸试验需要多次装配和加工的问题,提高了试验效率。

    一种模型顶部分区加载的顶梁滑移锁定系统

    公开(公告)号:CN117232977A

    公开(公告)日:2023-12-15

    申请号:CN202311198937.X

    申请日:2023-09-18

    IPC分类号: G01N3/12 G01N3/02

    摘要: 本发明公开了一种模型顶部分区加载的顶梁滑移锁定系统,涉及模拟试验设备技术领域,包括反力框架、支撑平台,支撑平台设置于反力框架的一侧,反力框架通过滑移翻转轨道与支撑平台连接,滑移翻转轨道上滑动连接有滑移框架,滑移框架内设置有加载顶梁,加载顶梁通过顶梁滑移辅助装置可拆卸的设置于滑移框架内。通过本发明的设置,提供了一种可实现顶部分区滑移锁定的模拟试验系统,可实现模型试验装置顶部自动分区滑移、自动锁定,分区控制加载,通过不同插板位置实现不同尺寸模型试验加载,从而为各种地下工程物理模型试验的开展提供更安全省时高效的试验装置和操作平台。

    一种巷道掘进诱发煤与瓦斯突出全过程定量模拟试验方法

    公开(公告)号:CN113189297B

    公开(公告)日:2023-05-16

    申请号:CN202110316127.4

    申请日:2021-03-24

    申请人: 山东大学

    摘要: 本发明公开了一种巷道掘进诱发煤与瓦斯突出全过程定量模拟试验方法,其技术方案包括:选取若干组能量模型和力学模型,确定气固耦合煤体相似准则和气固耦合岩体相似准则;确定几何相似比尺,依据气固耦合煤层相似准则及气固耦合岩体相似准则,确定试验模型应力场和渗流场的加载参数以及煤体和岩体的材料参数设计值;根据材料参数设计值确定瓦斯相似材料的配比,以瓦斯相似材料作为气体介质确定气固耦合煤体和岩体的相似材料配比;采用岩层现浇与煤层预制相结合的方法制作气固耦合复合煤岩试验模型;采用巷道掘进诱发煤与瓦斯突出模拟试验仪器,实现煤岩层赋存状态模拟。本发明能够实现巷道掘进诱发煤与瓦斯突出的全过程、定量模拟。

    高气压环境下模型试验多物理量信息密封采集系统与方法

    公开(公告)号:CN112762975B

    公开(公告)日:2022-10-14

    申请号:CN202011475312.X

    申请日:2020-12-15

    IPC分类号: G01D11/26

    摘要: 本发明属于矿业工程、岩土工程科研技术领域,提供了一种高气压环境下模型试验多物理量信息密封采集系统与方法。其中,高气压环境下模型试验多物理量信息密封采集系统包括多物理量传感部,其埋设在高气压环境下试验材料内;放大部,其通过伸出试验材料的第一信号线与多物理量传感部连接;处理部,其设置在模型试验装置外部,且通过第二信号线与放大部连接;第一密封结构,其采用胶状柔性密封材料包裹试验材料;第二密封结构,其用于密封第一信号线;第三密封结构,其用于密封放大部;第四密封结构,其密封伸出模型试验装置外部的第二信号线。

    用于模型试验任意形状隧洞开挖的仿形掘进系统及方法

    公开(公告)号:CN110656949B

    公开(公告)日:2020-08-25

    申请号:CN201910791075.9

    申请日:2019-08-26

    申请人: 山东大学

    IPC分类号: E21D9/10 E21D9/11 E21D9/12

    摘要: 本发明公开了用于模型试验任意形状隧洞开挖的仿形掘进系统及方法,它解决了现有岩土相似模型试验中只能开挖圆形隧洞的问题,实现了任意形状隧洞的全断面机械化开挖成型的有益效果,其方案如下:用于模型试验任意形状隧洞开挖的仿形掘进系统,包括仿形掘进机构、旋转前进机构、支撑架及排渣装置。仿形掘进机构包括用于开挖隧洞的定位刀头、前刀盘、后刀盘和仿形框,定位刀头、前刀盘和后刀盘同轴旋转,其中定位刀头用于定位,前刀盘用于开挖圆形隧洞,后刀盘带动刀头沿着仿形框伸缩旋转,将圆形隧洞扩修成仿形框形状;只需要按照隧洞形状和尺寸更换仿形框就能实现任意洞形全断面机械化开挖。

    一种超低渗气密性岩层相似材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN111018421A

    公开(公告)日:2020-04-17

    申请号:CN201911340783.7

    申请日:2019-12-23

    摘要: 本发明属于岩土/地下工程物理模拟相似材料技术领域,尤其涉及一种用于物理模型实验的超低渗气密性岩层相似材料及其制备方法和应用。所述相似材料的原料组成包括如下组分:铁粉、重晶石粉、石英砂、特种水泥、水泥密封防水剂;其中,所述铁粉、重晶石粉、石英砂共同构成骨料,三者按照等质量的比例进行复配;所述特种水泥为骨料质量的2~20%,所述水泥密封防水剂为骨料质量的0~0.5%。这种相似材料具有强度高,渗透率低,性质稳定,可调范围较大的特点;可用来模拟不同强度不同渗透率的顶底板相似材料,为煤与瓦斯突出试验研究提供良好的材料保证。

    适用于煤层回采及充填模拟的试验系统和方法

    公开(公告)号:CN110646280A

    公开(公告)日:2020-01-03

    申请号:CN201910828630.0

    申请日:2019-09-03

    申请人: 山东大学

    摘要: 本发明公开了一种适用于煤层回采及充填模拟的试验系统和方法,它解决了现有煤层开采模型试验中无法准确便捷的模拟煤层回采、充填及充填物密实沉降过程的问题,实现了回采及充填模拟过程方向、方式及速度可控的效果,其方案如下:包括反力框架、基座及回采装置,反力框架用于形成模型制作空间及提供加载反力,包括反力梁、支撑底梁、开挖横条及液压油缸;反力框架整体布置于基座上方,基座设置有下挖槽;回采装置包括支撑板、螺杆及支架,回采装置设置于基座下挖槽内,通过以不同顺序及不同速度旋转相应螺杆,带动其上方的支撑板下降或者上升,进而模拟反力框架内模型底部煤层以不同方向、方式及速度进行回采、充填以及充填物密实沉降的过程。