[发明专利]一种岩石扰动发生机构及其松弛-扰动综合实验装置

说明书

本发明公开了一种岩石扰动发生机构，包括，第一立板、第三立板，第一立板和第三立板之间固定有第二导向杆，第二导向杆穿过驱动架；驱动丝杠穿过驱动架、第一立板和第三立板且与驱动架通过螺纹旋合装配，驱动丝杠穿过第三立板一端与加载电机的输出轴连接；冲击板可以在第一导向杆上滑动；冲击板背向设有冲击盘一端面与冲击导向杆一端连接固定，冲击导向杆上套有冲击弹簧且冲击导向杆另一端上设有冲击导向端；在驱动架上设置有自动加载机构；加载电机底部设有电机托板；冲击轴一端设有周安装头，另一端穿过第一立板且穿过第一立板一端设有副冲击盘；冲击轴通过连轴组件与加载轴连接。本发明还公开了应用有上述岩石扰动发生机构的松弛‑扰动综合实验装置。

技术领域

本发明涉及一种岩石力学实验装置，特别是涉及一种用于测试岩石扰动的岩石扰动发生机构及其松弛-扰动综合实验装置。

背景技术

在岩体工程中应力流变现象随处可见，例如一些地下硐室、巷道、隧道等开挖支护之后经过一段时间岩石会发生流变现象，而这些流变现象往往包含岩石的蠕变和松弛。对于处于流变的岩体，在采场的爆破载荷的扰动下，流变效应会愈加明显，有可能发生加速流变，从而引起矿山动力灾害的发生。特别是深部矿山地下开采往往面临着如岩爆、突水、顶板大面积来压及采空区失稳等灾害，这些现象都涉及到岩石或岩体长期的松弛效应和瞬时的动态扰动相结合作用问题。岩石的松弛效应是一个长期的过程，而爆破、机械振动等动态扰动对于岩石影响是一个瞬时影响，两者在时间尺度上相差较大，所以很少有人在试验中考虑这两种效应的共同作用对岩石力学性能的影响。因此，研究动态扰动影响下岩石的松弛效应对于评价地下开挖空间的稳定性和设计地下岩石工程的永久支护有着重要的理论意义。

尽管人们已经认识到了岩石松弛效应研究的重要性，但是由于在进行应力松弛试验时需要控制岩石试样的应变不变，要求实验设备具有长时间保持恒定位移加载的性能，试验技术难度较大，相关的研究较少。

在公开号为CN 104181029 A的中国发明专利中提出而一种摆锤加载中应变率扰动下岩石松弛的试验装置及方法，其通过摆锤来产生扰动，以测试岩石在松弛状态下受到扰动时的应力状态。这种方法虽然简单可行，但是使用时需要手动调整摆锤，而且还要不断计算摆锤角度所能产生的冲击力，十分麻烦。另外就是摆锤转动冲击过程中存在较大的安全隐患，如果操作者疏忽，很可能受伤或者砸中其它物品。

还有就是进行松弛-扰动实验时，有时需要对岩石试样施加围压，这就需要对试样所处的空间充填液压油，也就意味着需要对试样所处的空间需要设置开口，且还要能保证此开口的密封；当然，有部分实验可以直接采用三轴试验机替代，但是大部分三轴试验机的开口在正下方且试样放置方向都是与地面垂直的竖直方向，而在水平方向上由于其宽度或长度不够而放置，另外一般的三轴试验机在夹装试样时一般是先在试样轴向上压紧试样，然后再将加载壳密封扣紧，这种合计容易导致试样移位，影响实验结果。故申请人认为可以将开口设计在侧方，这样既能够方便放置试样，又能够保证在加载壳密封之前试样已被固定且处于设计位置。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种岩石扰动发生机构，其用于产生冲击力以对试验进行扰动。

本发明还提供了应用有上述其实验装置岩石扰动发生机构的松弛-扰动综合实验装置，其能够对试验进行松弛-扰动综合实验。

为实现上述目的，本发明提供了一种岩石扰动发生机构，其特征是：包括，第一立板、第三立板，所述的第一立板和第三立板底部与托板连接固定且所述的第一立板和第三立板之间固定有第二导向杆，所述的第二导向杆穿过驱动架；驱动丝杠穿过驱动架、第一立板和第三立板且与第一立板和第三立板可转动装配、与驱动架通过螺纹旋合装配，所述的驱动丝杠穿过第三立板一端与加载电机的输出轴连接；副冲击盘与冲击盘接触顶紧；

所述的冲击盘固定在冲击板上，所述的冲击板和冲击盘共同构成冲击板件；