1.一种模拟采动非均布加载的实验装置,其特征在于,包括加载系统、控制系统、监测系统和伺服液压系统;
所述加载系统包括加载框架、一级均布载荷加载装置、二级非均布载荷加载装置,所述加载框架设置有上压板、下压板和立柱,所述一级均布载荷加载装置包括双端固定加载油缸和一级承压板,所述二级非均布载荷加载装置包括一端铰接加载油缸、双端铰接加载油缸和二级承压板;
所述上压板和下压板之间设置有立柱,一级承压板沿立柱的轴向移动,所述双端固定加载油缸的两端分别连接上压板和一级承压板;所述一端铰接加载油缸的两端具体是一端固定在一级承压板,另一端铰接在二级承压板上;所述双端铰接加载油缸的两端分别与一级承压板和二级承压板铰接;
所述控制系统与监测系统和伺服液压系统相连,所述伺服液压系统分别控制双端固定加载油缸、一端铰接加载油缸和双端铰接加载油缸加载;
所述监测系统包括应力传感器、位移传感器、倾角传感器、声发射探头和工业相机;
所述一级承压板四周设置与立柱相适配的通孔,并在一级承压板和立柱之间涂抹润滑油;
所述一端铰接加载油缸与二级承压板铰接位置设置有万向节连接轴,所述双端铰接加载油缸与二级承压板铰接位置设置有万向节连接轴;
所述下压板和二级承压板之间放置岩石试件,所述岩石试件为相似材料模拟试件或煤岩体试件。
2.一种模拟采动非均布加载的实验方法,利用权利要求1所述的一种模拟采动非均布加载的实验装置,其特征在于,步骤包括:步骤一:加工岩石试件,将岩石试件放置在下压板与二级承压板之间;
步骤二:通过控制系统和伺服液压系统控制一级均布载荷加载装置竖向加载,施加初始均布竖向压力;
步骤三:通过控制系统和伺服液压系统控制二级非均布载荷加载装置加载,给岩石试件施加非均布载荷;
步骤四:通过监测系统获取步骤二和步骤三加载过程中岩石试件的实验数据,并分析实验数据。
3.根据权利要求2所述的一种模拟采动非均布加载的实验方法,其特征在于,所述一级均布载荷加载装置竖向加载时下压板和二级承压板平行,均布竖向压力模拟岩体初始地应力;
所述二级非均布载荷加载装置加载时,双端铰接加载油缸的伸缩量大于一端铰接加载油缸的伸缩量,通过控制一端铰接加载油缸和双端铰接加载油缸的伸缩量差值控制二级承压板的加载倾角。
4.一种模拟巷旁充填体非均布加载的实验方法,利用权利要求1所述的一种模拟采动非均布加载的实验装置,其特征在于,步骤包括:步骤A:加工岩石试件,将岩石试件放置在下压板与二级承压板之间;
步骤B:通过控制系统和伺服液压系统控制二级非均布载荷加载装置加载,给岩石试件施加非均布载荷;
步骤C:通过监测系统获取步骤二加载过程中岩石试件的实验数据,并分析实验数据。
5.根据权利要求4所述的一种模拟巷旁充填体非均布加载的实验方法,其特征在于,所述岩石试件为相似材料模拟试件,分别模拟充填材料制作的岩石试件。