(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210629169.8 (22)申请日 2022.06.06 (71)申请人 西安科技大 学 地址 710000 陕西省西安市雁塔中路58号 (72)发明人 屈慧升　索永录　刘浪　白愿　 朱梦博　张彩鑫　解耿　方治余　 杨潘　阮仕山　孙伟吉　 (74)专利代理 机构 郑州图钉专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 41164 专利代理师 郭一路 (51)Int.Cl. G01N 3/18(2006.01) G01N 3/12(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种多场耦合效应下膏体充填力学特性多 功能试验 装置 (57)摘要 本发明涉及一种多场耦合效应下膏体充填 力学特性多功能试验装置， 它包括隔热玻璃和试 样模具， 隔热玻璃内部设置有保温玻璃， 保温玻 璃内部上方设置有液压装置， 液压装置前面设置 有压力调控器， 液压装置左右两侧分别设置有温 控器和湿控器， 液压装置下方设置有液压杆， 液 压杆下方设置有导座， 导座左右两侧均设置有导 杆， 导座下方设置有压力座， 保温玻璃后面左右 两侧从上至下均分别设置有加湿器、 湿度传感 器、 温度传感器以及加热装置， 加热装置外侧均 设置有导流扇， 压力座下方设置有试样模具， 试 样模具下方设置有基座； 本发明具有结构简单、 可有效模拟深井开采中充填体的原位养护环境、 多场耦合数据实时监测、 角度调节方便快捷的优 点。 权利要求书1页 说明书6页 附图8页 CN 115127932 A 2022.09.30 CN 115127932 A 1.一种多场耦合效应下膏体充填力学特性多功能试验装置， 它 包括隔热玻璃和试样模 具， 其特征在于： 所述的隔热玻璃内部 设置有保温玻璃， 所述的保温玻璃内部上方设置有 液 压装置， 所述的液压装置前面设置有压力调控器， 所述的液压装置左右两侧分别设置有温 控器和湿控器， 所述的液压装置下方设置有 液压杆， 所述的液压杆下方设置有导座， 所述的 导座左右两侧均设置有导杆， 所述的导座下方设置有压力座， 所述的导座内部对应压力座 处设置有压力传感器， 所述的保温玻璃后面左右两侧从上至下均分别 设置有加湿器、 湿度 传感器、 温度传感器以及加热装置， 所述的加热装置外侧均设置有导流扇， 所述的压力座下 方设置有试样模具， 所述的试样模具 下方设置有基座。 2.如权利要求1所述的一种多场耦合效应下膏体充填力学特性多功能试验装置， 其特 征在于： 所述的试样模具前面从左至右均匀设置有三个排水孔， 所述的排水孔前面均设置 有连接管， 所述的连接管下方均设置有集液瓶， 所述的试样模具内部从左至右均匀设置有 两个可拆卸式隔板， 所述的试样模具内部被可拆卸式隔板分割成三个大小相同的空间， 所 述的可拆卸式隔板上下两侧均设置有插槽板， 所述的试样模具与可拆卸式隔板形成的空间 内均设置有膏体充填体， 所述的膏体充填体内部左右两侧均分别设置有基质水势传感器和 土壤水分 ‑温度‑电导率传感器， 所述的膏体充填体上 方均设置有透水石。 3.如权利要求2所述的一种多场耦合效应下膏体充填力学特性多功能试验装置， 其特 征在于： 所述的可拆卸式隔板的上顶端与试样模具的上顶面之间的间距为五厘米。 4.如权利要求1所述的一种多场耦合效应下膏体充填力学特性多功能试验装置， 其特 征在于： 所述的基座内部 设置有调节机构， 所述的调节机构的上端与试样模具底部连接， 以 至于带动试样模具的运动。 5.如权利要求4所述的一种多场耦合效应下膏体充填力学特性多功能试验装置， 其特 征在于： 所述的调节机构包括固定底 座， 所述的固定底座上方设置有纵向主电机， 所述的纵 向主电机上方设置有主轴， 所述的主轴外部设置有机架， 所述的主轴 上方端部设置有带槽 的球体， 所述的带槽的球体上方设置有伸缩杆， 所述的伸缩杆上方端部 设置有安装座， 所述 的伸缩杆外部上下两侧分别设置有槽板， 所述的槽板两端均分别设置有横向副电机和轴承 板。 6.如权利要求5所述的一种多场耦合效应下膏体充填力学特性多功能试验装置， 其特 征在于： 所述的槽板为弧形结构且所述的槽板在伸缩杆外部上下两侧呈 “十”字交叉设置， 所述的槽 板一端通过轴杆与轴承板活动连接 。 7.如权利要求4所述的一种多场耦合效应下膏体充填力学特性多功能试验装置， 其特 征在于： 所述的基座上方对应试样模具处设有U形底座， 所述的U形底座内侧对应安装座处 设置有U形对接座， 所述的U形对接座内部对应伸缩杆处设置有通 孔。 8.如权利要求1所述的一种多场耦合效应下膏体充填力学特性多功能试验装置， 其特 征在于： 所述的隔热玻璃前面上 方设置有监视屏， 所述的监视屏下 方设置有数据采集器。 9.如权利要求2所述的一种多场耦合效应下膏体充填力学特性多功能试验装置， 其特 征在于： 所述的基质水势传感器采用TEROS ‑21型传感器， 所述的土壤水分 ‑温度‑电导率传 感器采用WET ‑2型传感器。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115127932 A 2一种多场耦合效应下膏体充填力学 特性多功能试验装 置 技术领域 [0001]本发明属于膏体充填体试验用具技术领域， 具体涉及一种多场耦合效应下膏体充 填力学特性多功能试验 装置。 背景技术 [0002]随着地下采矿工作的逐步进行， 井下会出现大量的采空区， 这些采空区的存在不 仅会对地表产生影响， 还会影响井下工人和设备 的安全， 充填采矿法主要是将充填体充填 到井下采空区， 提高矿石的回收率和 井下的安全系 数， 成为21世纪矿山主要使用的采矿方 法之一， 充填体在 采场中受热 ‑水‑力‑化多场耦合的作用， 在养护过程中， 表现出温度变化、 压力变化、 孔隙水压力变化和电导率变化等特征， 最 终影响充填体的强度， 传统的室内试验 中， 充填体均是在恒温恒湿条件下进行养护， 无法模拟充填体在养护过程中的上覆岩层压 力作用， 另外现有的试验装置大多是使用压力装置直接对置于养护筒内的充填体进行压力 作用， 再进 行相关数据检测， 无法在 充填体凝固前使其形成一定的角度调节， 无法模拟充填 体在井下真实的养护环 境， 而且只能进 行一组实验， 局限性大， 实用性较低； 因此， 提供一种 结构简单、 可有效模拟深 井开采中充填体的原 位养护环境、 多场耦合数据实时监测、 角度调 节方便快捷的一种多场耦合效应下膏体充填力学 特性多功能试验 装置是非常有必要的。 发明内容 [0003]本发明的目的是为了克服现有技术的不足， 而提供一种结构简单、 可有效模拟深 井开采中充填体的原位养护环境、 多场耦合数据实时监测、 角度调节方便快捷的一种多场 耦合效应下膏体充填力学 特性多功能试验 装置。 [0004]本发明的目的是这样实现的： 一种多场 耦合效应下膏体充填力学特性多功能试验 装置， 它包括隔热玻璃和试样模 具， 所述的隔热玻璃内部 设置有保温玻璃， 所述的保温玻璃 内部上方设置有液压装置， 所述的液压装置前面设置有压力调控器， 所述的液压装置左右 两侧分别设置有温控器和湿控器， 所述的液压装置下方设置有液压杆， 所述的液压杆下方 设置有导座， 所述的导座左右两侧均设置有导杆， 所述的导座下方设置有压力座， 所述的导 座内部对应压力座处设置有压力传感器， 所述的保温玻璃后面左右两侧从上至下均分别设 置有加湿器、 湿度传感器、 温度传感器以及加热装置， 所述的加热装置外侧均设置有导流 扇， 所述的压力座下 方设置有试样模具， 所述的试样模具 下方设置有基座。 [0005]所述的试样模具前面从左至右均匀设置有三个排水孔， 所述的排水孔前面均设置 有连接管， 所述的连接管下方均设置有集液瓶， 所述的试样模具内部从左至右均匀设置有 两个可拆卸式隔板， 所述的试样模具内部被可拆卸式隔板分割成三个大小相同的空间， 所 述的可拆卸式隔板上下两侧均设置有插槽板， 所述的试样模具与可拆卸式隔板形成的空间 内均设置有膏体充填体， 所述的膏体充填体内部左右两侧均分别设置有基质水势传感器和 土壤水分 ‑温度‑电导率传感器， 所述的膏体充填体上 方均设置有透水石。 [0006]所述的可拆卸式隔板的上顶端与试样模具的上顶面之间的间距为五厘米。说　明　书 1/6 页 3 CN 115127932 A 3