砌體梁結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)

1、成績(jī)礦業(yè)工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)報(bào)告（2015版本）實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：姓 名：班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2015/6/16礦業(yè)工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心制表學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室必須遵守實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度，遵守課堂紀(jì)律，保持實(shí)驗(yàn) 室的安靜和整潔，愛(ài)護(hù)實(shí)驗(yàn)室的儀器、設(shè)備等設(shè)施。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)嚴(yán)禁喧嘩、吃零食、 吸煙和隨地吐痰。飲酒后不得進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如有違反，指導(dǎo)教師有權(quán)拒 絕和停止其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課前，要認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)教材，對(duì)要做的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)， 明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求和注意事?xiàng)，按要求寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。學(xué)生在選定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不得無(wú)故缺席或遲到。實(shí)驗(yàn)上課時(shí)間若 要變更，必須經(jīng)指導(dǎo)教師和

2、實(shí)驗(yàn)中心同意，否則按缺席處理。學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，服從指導(dǎo)教師安排，出示實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，經(jīng)指導(dǎo)教 師檢查合格后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)課中要遵守操作規(guī)程，不要帶電連接、更改或拆除線路。線路接好 后，須經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，方可接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)仔細(xì)了解所用儀器設(shè)備的組成、操作規(guī)程、使用方法和注意事 項(xiàng)。操作時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎細(xì)心，嚴(yán)格遵守各種儀器設(shè)備的操作規(guī)范。如儀器設(shè)備損壞， 應(yīng)及時(shí)報(bào)告指導(dǎo)教師，并填寫(xiě)儀器設(shè)備損害（賠償）單，根據(jù)報(bào)告情況按學(xué)校規(guī) 定處理。在使用大型精密儀器設(shè)備前，必須接受技術(shù)培訓(xùn)，經(jīng)考核合格后方可使 用，使用中要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，并詳細(xì)填寫(xiě)使用記錄。實(shí)驗(yàn)完成后，應(yīng)先將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)交給指導(dǎo)教師審

3、閱，實(shí)驗(yàn)合格并經(jīng)指導(dǎo)教 師同意后，才能結(jié)束實(shí)驗(yàn)。結(jié)束實(shí)驗(yàn)之前，應(yīng)及時(shí)拆除線路，并將儀器、設(shè)備、凳子、工具等規(guī)整 放置原處，打掃實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)指導(dǎo)教師同意后方可離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室。因故請(qǐng)假的學(xué)生可向?qū)嶒?yàn)中心申請(qǐng)一次補(bǔ)做機(jī)會(huì)。無(wú)故缺課或無(wú)故遲到 （15分鐘以上）的不予補(bǔ)做，該次實(shí)驗(yàn)無(wú)成績(jī)，累計(jì)三次者，該實(shí)驗(yàn)課以不及格論，并不得參加該門(mén)理論課程的考試。礦業(yè)工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心2015年3月修訂、實(shí)驗(yàn)性質(zhì)（請(qǐng)?jiān)趯?duì)應(yīng)處打“”）課程，課程名稱(chēng)：巖層控制的實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)測(cè)技術(shù)，教師:季明 實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金，項(xiàng)目名稱(chēng)：編號(hào)：，等級(jí)：，負(fù)責(zé)人：科研訓(xùn)練計(jì)劃，項(xiàng)目名稱(chēng)：編號(hào)：，等級(jí)：，負(fù)責(zé)人：學(xué)位論文，論文名稱(chēng)：其他：二、實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>

4、的通過(guò)砌體梁結(jié)構(gòu)模型實(shí)驗(yàn)，了解砌體梁的形成及水平阻力的大小與砌體梁 的平衡關(guān)系。三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備液壓千斤頂、模型架、卷尺、液壓枕四、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)制作的石膏塊應(yīng)有一定的強(qiáng)度水平千斤頂開(kāi)始加壓時(shí)，人員應(yīng)遠(yuǎn)離模型架，以防千斤頂將模型塊擠出 傷人液壓千斤頂應(yīng)緩慢卸載，不應(yīng)該直接將其壓力卸載至0五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（原理、方案、步驟、方法）當(dāng)老頂達(dá)到極限跨距后，隨著采煤工作面繼續(xù)推進(jìn)，老頂即發(fā)生初次斷裂。 其斷裂后的一般狀態(tài)如下圖1所示。圖1破斷巖塊的拱式平衡及其受力分析顯然，根據(jù)老頂?shù)摹癤”形破壞特點(diǎn)，可將工作面分為上中下三個(gè)區(qū)。破斷 的巖塊由于互相擠壓形成水平力，從而在巖塊間產(chǎn)生摩擦力。工作面的上下兩 區(qū)是

5、圓弧形破壞，巖塊間的咬合關(guān)系，而對(duì)于工作面中部，如圖1剖面A-A, 則可能形成外表似梁，實(shí)質(zhì)是拱的裂隙體梁的平衡關(guān)系。這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)之為“砌 體梁”。由于巖層抗拉強(qiáng)度較小，老頂巖梁先在兩側(cè)支座的上端裂開(kāi)，而后在梁的 中間底部開(kāi)裂。隨著巖塊的轉(zhuǎn)動(dòng)形成強(qiáng)大的水平擠壓力，使巖塊間形成了三鉸 拱式的平衡斷裂后的巖塊相互擠壓有可能形成三角拱式的平衡結(jié)構(gòu)，此平衡結(jié)構(gòu)將取 決于咬合點(diǎn)的擠壓力是否超過(guò)該擠壓點(diǎn)接觸面處的強(qiáng)度極限，在一定條件下可 能導(dǎo)致巖塊隨著回轉(zhuǎn)而形成變形失穩(wěn)；另外即是咬合處的摩擦力與剪切力的相 互關(guān)系，當(dāng)剪切力大于摩擦力時(shí)形成滑落失穩(wěn)，在工作面的表現(xiàn)形式是頂板的 臺(tái)階下沉。（一）結(jié)構(gòu)的滑落失穩(wěn)咬

6、合點(diǎn)處的摩擦力，即該處的水平擠壓力與摩擦因數(shù)的乘積。此力的作用 方向與巖塊滑落的方向相反，因而起防止巖塊間相互滑落的作用。（二）結(jié)構(gòu)的變形失穩(wěn)是指在巖塊的回轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于擠壓處局部應(yīng)力集中，致使該處進(jìn)入塑性 狀態(tài)，甚至局部受拉而使咬合處破壞造成巖塊回轉(zhuǎn)進(jìn)一步加劇，從而導(dǎo)致整個(gè) 結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。1.建立砌體梁實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ驼{(diào)整千斤頂?shù)乃阶枇?，觀察水平阻力的大小與砌體梁的平衡關(guān)系。六、實(shí)驗(yàn)步驟先用水平液壓千斤頂給老頂施加水平力，并記下水平力的大小從距邊界兩塊老頂位置開(kāi)始，抽取老頂下的木塊（相當(dāng)于煤層開(kāi)采）， 抽取的木塊總長(zhǎng)度為兩個(gè)老頂長(zhǎng)度。這時(shí)由于老頂巖層自重小，水平推力大， 老頂完整每隔30s減小水平推力

7、，并記下水平推力的大小。隨著水平推力的減小， 在砌塊老頂?shù)闹虚g下邊開(kāi)始出現(xiàn)小開(kāi)口，頂板有向下的位移，從而初步形成了 平衡結(jié)構(gòu)（三鉸平衡結(jié)構(gòu)），且可以看出水平力是形成砌體梁的主要因素當(dāng)千斤頂?shù)乃搅p小大一定范圍內(nèi)，中間裂隙擴(kuò)展，形成平衡結(jié)構(gòu)六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理（詳細(xì)的數(shù)據(jù)，圖表，實(shí)驗(yàn)過(guò)程的照片等）回采工作面推進(jìn)中巖體結(jié)構(gòu)的變化過(guò)程在穩(wěn)定和再穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，頂板眼里通過(guò)砌體梁平衡傳遞到“梁”的前后端， 即煤壁和采空區(qū)冒落矸石，是正常生產(chǎn)的采煤工作面處于較安全的狀態(tài)。當(dāng)失 穩(wěn)到來(lái)時(shí)，頂板回轉(zhuǎn)下沉，工作面支架所受的載荷將普遍增加，如果支護(hù)參數(shù) 不合適或者其穩(wěn)定性不夠，則可能導(dǎo)致冒頂事故。七、實(shí)驗(yàn)結(jié)論當(dāng)失穩(wěn)到來(lái)時(shí)，頂板回轉(zhuǎn)下沉，工作面支架所受的載荷將普遍增加，如果 支護(hù)參數(shù)選擇不合理或者其穩(wěn)定性不夠，則可能導(dǎo)致冒頂事故。可見(jiàn)，研究老 頂?shù)钠鲶w梁結(jié)構(gòu)域活動(dòng)規(guī)律對(duì)于來(lái)壓預(yù)報(bào)