[发明专利]刚性承压板中心孔法伺服控制深部岩体变形试验装置及其方法

权利要求书

1.一种刚性承压板中心孔法伺服控制深部岩体变形试验装置，包括传力装置：千斤顶(3)、传力柱(4)、传力叠板(2)、承压板(1)、连通孔(24)；表面变形测量装置：承压板(1)上设置位移传感器(12)，岩体(22)表面设置位移传感器(13)，其特征在于：伺服控制深部岩体变形试验装置由载荷控制装置、变形测量装置、传力装置、数据采集控制系统组成；

其中，载荷控制装置为液压管(25)将电动油泵(14)、压力控制器(15)、压力变换器(16)、控制阀(17)、稳压器(18)、压力传感器(19)和千斤顶(3)连接，数据线将压力传感器(19)、压力控制器(15)、压力变换器(16)和计算机(21)连接，计算机控制实现加载、卸载及稳压；

其中，传力装置为千斤顶(3)上端与传力柱(4)接触，传力柱(4)上端还设置有顶板(5)，顶板(5)与洞顶(23)接触，千斤顶(3)下端与传力叠板(2)接触，传力叠板(2)下端还设置有承压板(1)，承压板(1)与岩体(22)表面接触，承压板(1)与传力叠板(2)中心设有连通孔(24)；

变形测量装置包括表面变形测量和深部变形测量装置：

其中，深部变形测量装置：岩体(22)钻孔(9)内设置测杆(11)，位移传感器(6)一端与测架(8)相连，另一端接测头(7)，并与测杆(11)上锚头(10)连接；

所述连通孔(24)与钻孔(9)相连接；

其中，数据采集控制系统：位移传感器(6)、(12)、(13)和压力传感器(19)通过数据线分别与采集控制仪(20)和计算机(21)连接。

2.根据权利要求1所述一种刚性承压板中心孔法伺服控制深部岩体变形试验装置，其特征在于：所述传力叠板(2)为二块或二块以上钢板组成，且传力叠板(2)中上面板块尺寸大于下面板块尺寸。

3.根据权利要求1所述一种刚性承压板中心孔法伺服控制深部岩体变形试验装置，其特征在于：所述传力叠板(2)上均布二个或二个以上千斤顶(3)，千斤顶(3)之间并联连接，且千斤顶(3)上方传力柱(4)设置个数与千斤顶(3)设置个数对应。

4.一种刚性承压板中心孔法伺服控制深部岩体变形试验方法，其特征在于：伺服控制深部岩体变形试验方法步骤如下：

(一)传力装置将多个千斤顶(3)组合的出力通过传力叠板(2)传递给承压板(1)，承压板(1)将应力传递给岩体(22)试验面，千斤顶(3)上方由多组传力柱(4)通过顶板(5)将力传递至平洞顶(23)；

(二)千斤顶(3)下方传力叠板(2)、承压板(1)中心设有连通孔(24)，并与岩体(22)上的钻孔(9)相连接，即通过刚性承压板中心孔将位移传感器(6)通过测杆(11)与钻孔(9)中不同深度的锚头(10)连接，进行深部岩体变形测量；

(三)压力传感器(19)通过液压管(25)一端与稳压器(18)连接，一端与千斤顶(3)相连，压力传感器(19)通过数据线与采集控制仪(20)连接，压力控制器(15)一端与稳压器(16)相连，一端与电动油泵(14)相连，通过数据线分别与压力传感器(19)、采集控制仪(20)和电动油泵(14)相连，由计算机(21)通过采集控制仪(20)测量和控制载荷装置的液压。

(四)多点位移传感器(12)、(13)分别安装于承压板(1)、岩体(22)表面，进行表面岩体变形测量；

(五)通过数据线将位移传感器(6)、(12)、(13)、压力传感器(19)与采集控制仪(20)和计算机(21)连接，实时采集记录岩体的变形、试验压力、实时形成可视图表，并对压力进行伺服控制。