模型試驗結(jié)果造成不利影響。
[0091 ] 較佳地，在試驗箱1外側(cè)支設(shè)全站儀或3D激光掃描儀，通過全站儀或3D激光掃描儀實時觀測并記錄觀測面51的位移。
[0092]該過程為即為表面位移的觀測:
[0093]相似巖層2的澆筑和位移觀測件5的布設(shè)依次進行，至試驗?zāi)Ｐ腿客瓿芍?，即可進行表面位移觀測。通過架設(shè)全站儀和3D激光掃描儀，對觀測面51的位移進行監(jiān)測，實現(xiàn)對相似巖層2的表面位移進行動態(tài)全過程的實時觀測及記錄，便于操作。
[0094]較佳地，如圖6-7所示，在試驗箱1內(nèi)依照步驟1至步驟5依次澆筑有多層相似巖層2，以盡可能地模擬現(xiàn)實中的巖層分布及位移，提高觀測效果。
[0095]較佳地，觀測玻璃11繞著試驗箱1的一圈設(shè)置，相應(yīng)地，容置空腔3繞著相似巖層2的外周面20的一圈設(shè)置，多個位移觀測件5繞著環(huán)形的容置空腔3內(nèi)的柔性防水層4的一圈設(shè)置，擴大了觀測范圍，可以在360°范圍內(nèi)對相似巖層2的表面位移進行觀測。
[0096]較佳地，如圖4-5所示，容置空腔3沿著相似巖層2厚度方向的縱剖面呈楔形，在從相似巖層2的上表面22至下表面23的方向上，觀測玻璃11與相似巖層2的外周面20之間的距離逐漸變小。從而使得填充在容置空腔3內(nèi)的柔性防水層4的縱剖面也呈楔形，靠近上表面22處的寬度大于靠近下表面23處的寬度，從而保證，在容置空腔3隨著相似巖層2的表面移動而發(fā)生變形時，柔性防水層4能夠向下填滿容置空腔3。
[0097]較佳地，如圖2-3所示，空腔形成模板6的縱剖面呈楔形，在從相似巖層2的上表面22至下表面23的方向上，空腔形成模板6的寬度逐漸減小，即其縱剖面為上款下窄形，以形成楔形的容置空腔3。
[0098]較佳地，如圖8-9所示，觀測面51為圓形鋼片，主體部52為片狀鋼片，主體部52的尾部53上設(shè)置有尾釘54，主體部52通過尾釘54連接在相似巖層2上。
[0099]將位移觀測件5設(shè)置為由鋼片組成，其觀測面51為圓形鋼片，其主體部52為片狀鋼片，并在尾部53上設(shè)置尾釘54，通過尾釘54將主體部52安裝在相似巖層2的上表面22上。如此設(shè)置，鋼片結(jié)構(gòu)強度高，不會在隨著相似巖層2移動時發(fā)生彎折，避免影響試驗效果，并且便于生產(chǎn)制造。
[0100]較佳地，如圖8-9所示，觀測面51上設(shè)置噴漆層55，并在噴漆層55上設(shè)置有十字型標記56，便于外部監(jiān)測人員或監(jiān)測設(shè)備觀測該觀測面51的位移。
[0101]優(yōu)選地，柔性防水層4為防水砂層或防水彩砂層，便于取材，并能夠保證在容置空腔3發(fā)生變形時，該柔性防水層4能夠保證填充滿該容置空腔3，時刻起到隔水效果。
[0102]防水砂層由具有防水作用的防水砂組成，其起到防水作用。防水彩砂層由具有防水作用的防水彩砂組成，其在遇到有水進入時，會發(fā)生顏色變化，以提醒操作人員有水滲入。
[0103]綜上，本發(fā)明提供的試驗?zāi)Ｐ图捌渲谱鞣椒ǎㄟ^在相似巖層和觀測玻璃之間設(shè)置位移觀測件，位移觀測件能夠隨著相似巖層的移動而移動，從而通過觀測上述位移觀測件的動態(tài)過程，即可得知相似巖層的表面位移的動態(tài)全過程。
[0104]本發(fā)明提供的試驗?zāi)Ｐ图捌渲谱鞣椒?，其施工簡便易行，觀測效果直觀可靠，造價低廉，避免了在相似巖層內(nèi)部過多布設(shè)傳感器對模型試驗結(jié)果造成不利影響。
[0105]根據(jù)需要，可以將上述各技術(shù)方案進行結(jié)合，以達到最佳技術(shù)效果。
[0106]以上的僅是本發(fā)明的原理和較佳的實施例。應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在本發(fā)明原理的基礎(chǔ)上，還可以做出若干其它變型，也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于觀測巖層表面位移的試驗?zāi)Ｐ?，其特征在于，包括試驗箱，所述試驗箱上包括至少一塊觀測玻璃，在所述試驗箱內(nèi)澆筑有至少一層與待開采的巖層相似的相似巖層； 其中，在所述相似巖層的外周面與所述觀測玻璃之間形成有容置空腔，所述容置空腔貫通所述相似巖層的上下表面； 在所述容置空腔內(nèi)填充有柔性防水層； 在所述柔性防水層上間隔地布置有多個位移觀測件，所述位移觀測件包括觀測面和與所述觀測面垂直連接的主體部，所述主體部布置在所述柔性防水層上，所述主體部的尾部連接在所述相似巖層的所述上表面上，所述觀測面緊貼著所述觀測玻璃布置，所述位移觀測件能夠隨著所述相似巖層的移動而移動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實驗?zāi)Ｐ?，其特征在于，所述觀測玻璃繞著所述試驗箱的一圈設(shè)置，相應(yīng)地，所述容置空腔繞著所述相似巖層的外周面的一圈設(shè)置，多個所述位移觀測件繞著環(huán)形的所述容置空腔內(nèi)的所述柔性防水層的一圈設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的實驗?zāi)Ｐ?，其特征在于，所述容置空腔沿著所述相似巖層厚度方向的縱剖面呈楔形，在從所述相似巖層的上表面至下表面的方向上，所述觀測玻璃與所述相似巖層的所述外周面之間的距離逐漸變小。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實驗?zāi)Ｐ停涮卣髟谟?，所述試驗箱?nèi)澆筑有多層所述相似巖層，每層所述相似巖層與所述觀測玻璃之間均設(shè)置有所述容置空腔，每個所述容置空腔內(nèi)均填充有所述柔性防水層，每層所述柔性防水層上均布置有多個所述位移觀測件。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實驗?zāi)Ｐ?，其特征在于，所述觀測面為圓形鋼片，所述主體部為片狀鋼片，所述主體部的尾部上設(shè)置有尾釘，所述主體部通過所述尾釘連接在所述相似巖層上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實驗?zāi)Ｐ?，其特征在于，所述觀測面上設(shè)置噴漆層，并在所述噴漆層上設(shè)置有十字型標記。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實驗?zāi)Ｐ?，其特征在于，所述柔性防水層為防水砂層或防水彩砂層?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實驗?zāi)Ｐ?，其特征在于，所述試驗?zāi)Ｐ瓦€包括用于觀測所述觀測面位移的全站儀或3D激光掃描儀。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實驗?zāi)Ｐ?，其特征在于，所述相似巖層還包括可拆除的空腔形成模板，所述容置空腔由從所述相似巖層上拆除的所述空腔形成模板形成。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的實驗?zāi)Ｐ?，其特征在于，所述空腔形成模板的縱剖面呈楔形。11.一種用于觀測巖層表面位移的試驗?zāi)Ｐ偷闹谱鞣椒?，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1:在試驗箱內(nèi)靠近觀測玻璃的一側(cè)支設(shè)空腔形成模板； 步驟2:向所述試驗箱內(nèi)澆筑一層相似巖層； 步驟3:在所述相似巖層滿足強度要求后，拆除所述空腔形成模板，從而在所述觀測玻璃與所述相似巖層的外周面之間形成有容置空腔； 步驟4:向所述容置空腔內(nèi)填充滿柔性防水層； 步驟5:在所述柔性防水層上間隔地均布多個位移觀測件，將所述位移觀測件的觀測面緊貼著所述觀測玻璃布置，將所述位移觀測件的主體部布置在所述柔性防水層上，將所述主體部的尾部連接在所述相似巖層的所述上表面上；并且所述位移觀測件能夠隨著所述相似巖層的移動而移動。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制作方法，其特征在于，在所述試驗箱外側(cè)支設(shè)全站儀或3D激光掃描儀，通過所述全站儀或所述3D激光掃描儀實時觀測并記錄所述觀測面的位移。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制作方法，其特征在于，在所述試驗箱內(nèi)依照所述步驟1至所述步驟5依次澆筑有多層所述相似巖層。14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述觀測玻璃繞著所述試驗箱的一圈設(shè)置，相應(yīng)地，所述容置空腔繞著所述相似巖層的外周面的一圈設(shè)置，多個所述位移觀測件繞著環(huán)形的所述容置空腔內(nèi)的所述柔性防水層的一圈設(shè)置。15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述容置空腔沿著所述相似巖層厚度方向的縱剖面呈楔形，在從所述相似巖層的上表面至下表面的方向上，所述觀測玻璃與所述相似巖層的所述外周面之間的距離逐漸變小。16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述空腔形成模板的縱剖面呈楔形。17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述觀測面為圓形鋼片，所述主體部為片狀鋼片，所述主體部的尾部上設(shè)置有尾釘，所述主體部通過所述尾釘連接在所述相似巖層上。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的制作方法，其特征在于，所述觀測面上設(shè)置噴漆層，并在所述噴漆層上設(shè)置有十字型標記。19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述柔性防水層為防水砂層或防水彩砂層。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于觀測巖層表面位移的試驗?zāi)Ｐ?，包括試驗箱，所述試驗箱上包括至少一塊觀測玻璃，在所述試驗箱內(nèi)澆筑有至少一層與待開采的巖層相似的相似巖層；其中，在所述相似巖層的外周面與所述觀測玻璃之間形成有容置空腔，所述容置空腔貫通所述相似巖層的上下表面；在所述容置空腔內(nèi)填充有柔性防水層；在所述柔性防水層上間隔地布置有多個位移觀測件，所述位移觀測件包括觀測面和與所述觀測面垂直連接的主體部，所述主體部布置在所述柔性防水層上，所述主體部的尾部連接在所述相似巖層的所述上表面上，所述觀測面緊貼著所述觀測玻璃布置，所述位移觀測件能夠隨著所述相似巖層的移動而移動。本發(fā)明還公開了一種試驗?zāi)Ｐ偷闹谱鞣椒ā?br>【IPC分類】G01N33/24
【公開號】CN105301221
【申請?zhí)枴緾N201510604903
【發(fā)明人】劉曉麗, 梁濤, 李全生, 張凱
【申請人】中國神華能源股份有限公司, 清華大學(xué)
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年9月21日