一种围岩和充填体协同变形试验抗压强度测试装置

技术领域

本发明涉及地下工程安全技术领域，更具体的说是涉及一种围岩和充填体协同变形试验抗压强度测试装置。

背景技术

充填采矿法是一种通过管道将充填料浆输送至采空区以达到有效控制采场地压、维护采空区稳定、防止采空区上部围岩塌陷效果的采矿方法。近年来，随着国家对安全生产治理力度的不断加大，矿山企业安全生产理念的逐步形成，充填采矿法已在国内大多数金属矿山得到应用。由于充填成本的原因，矿山在实际充填过程中会采用不同配比的充填料浆对采空区进行分层充填。因此，矿山企业在充填设计之前，通常会在指定配比方案下不同分层高度占比的组合充填体室内试验，分析其力学特性与破坏形式，以研究出在指定配比方案下各配比最优分层高度占比的充填设计。

目前，充填体室内力学试验主要通过在固定高度的圆柱体模具中浇灌充填料浆来获得标准试验试样。

但是，在实际的应用时，往往需要充填体与围岩相互结合以支撑通道现有的强度测试装置仅能对单纯的充填体进行实验，不能对围岩和充填体的协同变形进行测试实验，并且，在实验过程中仅能在充填体的上方进行下压进行实验，不能保证实验过程中围岩和充填体试块所受到的水平方向上的压力均匀。

因此，如何提供一种能够同时在充填体和围岩的上方和下方同时进行施力，还能够保证围岩和充填体在水平方向所受到的压力相同的围岩和充填体协同变形试验抗压强度测试装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种围岩和充填体协同变形试验抗压强度测试装置，旨在解决上述背景技术中的问题，实现在充填体和围岩的上下两个方向进行均匀的施力并保证水平方向所受到的压力均匀。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种围岩和充填体协同变形试验抗压强度测试装置，包括：

底座；

下台，所述下台设置在所述底座上；

第一液压机，所述第一液压机的缸体与所述底座固定连接；

第二液压机，所述第二液压机的缸体与所述底座固定连接；

顶板，所述顶板横向设置所述底座上方，所述第一液压机远离所述底座的一端与所述顶板连接，所述第二液压机远离所述底座的一端与所述顶板连接；

上台，所述上台设置在所述下台上方，所述上台顶部与所述顶板固定连接；

控制系统，所述控制系统设置在所述顶板上方，所述控制系统分别与所述第一液压机和所述第二液压机电性连接；

其中，所述上台和所述下台设置在第一液压机和第二液压机之间，所述第一液压机和所述第二液压机同步运动。

进一步的，所述底座内设置有油箱，所述油箱内设置有定量泵，所述定量泵分别与所述第一液压机和第二液压机的有杆腔连通，所述定量泵与所述控制系统电性连接。

进一步的，其特征在于，还包括第三液压机和第四液压机，所述第三液压机的活塞杆与所述第一液压机的活塞杆连接，所述第三液压机的缸体与所述顶板固定连接，所述第四液压机的活塞杆与所述第二液压机的活塞杆连接，所述第四液压机的缸体与所述顶板固定连接，所述第三液压机和所述第四液压机同步运动。

进一步的，所述第一液压机、所述第二液压机、所述第三液压机和所述第四液压机的无杆腔相互连通并通过出油管与油箱连通，所述第一液压机、所述第二液压机、所述第三液压机和所述第四液压机的有杆腔相互连通并通过进油管与所述定量泵的出油口连通。

进一步的，所述出油管上设置有流量计，所述流量计与所述控制系统电性连接。

进一步的，所述油箱底部设置有锥形凹槽，所述定量泵设置在所述锥形凹槽内。

进一步的，所述上台和所述下台均为锥形结构，所述上台和所述下台呈对称设置。

进一步的，所述上台上方通过加强柱与所述顶板固定连接，所述下台下方通过加强柱与所述底座固定连接。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种围岩和充填体协同变形试验抗压强度测试装置。通过设置第一液压机和第二液压机同时带动顶板和上台向下运动，可以实现自上方和下方同时挤压式样，并且通过设置上台和下台，能够在式样的整个顶面和底面对式样进行施压，进而能够保证式样在水平方向所受到的压力均衡和均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种围岩和充填体协同变形试验抗压强度测试装置的整体结构图。

其中：1、底座；2、下台；3、第一液压机；4、第二液压机；5、顶板；6、上台；7、控制系统；8、油箱；9、定量泵；10、第三液压机；11、第四液压机；12、出油管；13、进油管；14、流量计；15、锥形凹槽；16、加强柱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，本发明实施例公开了一种围岩和充填体协同变形试验抗压强度测试装置，包括：

底座1；在本实施例中，底座1用于支撑该强度测试装置，底座1为n字形，底座1的中空部位用于安装油箱8，底座1上设置有多个进油或出油的管路，用于为液压机提供液压油或收纳液压机所流出的油。

下台2，下台2设置在底座1上；在本实施例中，下台2和上台6对称设置，上台6和下台2同时向中间挤压，上台6和下台2之间设置有围岩和填充体的试块，试块将受到上台6和下台2两个方向上同步且同等大小的压力，直至破坏。

第一液压机3，第一液压机3的缸体与底座1固定连接；第二液压机4，第二液压机4的缸体与底座1固定连接；在本实施例中，第一液压机3和第二液压机4同步向上和向下运动，第一液压机3的有杆腔和第二液压机4的有杆腔连通，第一液压机3的无杆腔和第二液压机4的无杆腔连通；其中，上台6和下台2设置在第一液压机3和第二液压机4之间，第一液压机3和第二液压机4同步运动。

顶板5，顶板5横向设置底座1上方，第一液压机3远离底座1的一端与顶板5连接，第二液压机4远离底座1的一端与顶板5连接；上台6，上台6设置在下台2上方，上台6顶部与顶板5固定连接；在本实施例中，顶板5水平放置，顶板5的左右两侧同时受到向下的力，顶板5保持水平并向下运动，进而上台6的工作面能够保持水平并向下运动。

控制系统7，控制系统7设置在顶板5上方，控制系统7分别与第一液压机3和第二液压机4电性连接；在本实施例中，控制系统7将控制第一液压机3和第二液压机4的工进速度，还能控制第一液压机3和第二液压机4所施加的力。

还包括第三液压机10和第四液压机11，第三液压机10的活塞杆与第一液压机3的活塞杆连接，第三液压机10的缸体与顶板5固定连接，第四液压机11的活塞杆与第二液压机4的活塞杆连接，第四液压机11的缸体与顶板5固定连接，第三液压机10和第四液压机11同步运动；在本实施例中，第三液压机10和第四液压机11均被控制系统7控制，同时四个液压机所施加的压力相同，工进速度相同。

第一液压机3、第二液压机4、第三液压机10和第四液压机11的无杆腔相互连通并通过出油管12与油箱8连通，第一液压机3、第二液压机4、第三液压机10和第四液压机11的有杆腔相互连通并通过进油管13与定量泵9的出油口连通；在本实施例中，通过改变定量泵9的送油量，能够改变多个液压机的工进速度。

出油管12上设置有流量计14，流量计14与控制系统7电性连接；油箱8底部设置有锥形凹槽15，定量泵9设置在锥形凹槽15内；上台6和下台2均为锥形结构，上台6和下台2呈对称设置；上台6上方通过加强柱16与顶板5固定连接，下台2下方通过加强柱16与底座1固定连接；在本实施例中，流量计14用于监测油路中的过油量，通过监测过油量，能够测算出油路中的油压，进而控制系统7将能够得出试块所受到的压力是多少；通过设置锥形凹槽15，能够保持定量泵9始终处于油箱8中的最低处，进而能够最大限度的使所有油液进行流动，能够防止油液沉淀，进而防止定量泵9堵塞；上台6和下台2为锥形结构能够有效地保证水平方向向试块施加压力时的压力均匀。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。