[发明专利]一种模拟高应力区地下工程开挖岩爆试验装置及方法

权利要求书

1.一种模拟高应力区地下工程开挖岩爆试验装置，其特征在于，包括基架，所述基架由顶部垫板、底部垫板、I型竖向支撑平板、II型竖向支撑平板构成，所述顶部垫板包括呈“凵”型的凹板以及“一”字型搭接板，所述搭接板搭接于凹板的两端，形成“口”字型，所述凹板的三个侧板以及搭接板上均设置有上卡接槽；所述底部垫板呈“口”字型，其四个侧板上均设置有下卡接槽，与顶部垫板上的上卡接槽对应；所述I型竖向支撑平板为长方形板，I型竖向支撑平板的数量为三个，三个I型竖向支撑平板卡接于凹板的三个侧板上的上卡接槽以及对应的下卡接槽内，所述II型竖向支撑平板呈“凸”字型，其上端突出部卡接于“一”字型搭接板上的上卡接槽内，其下端卡接于对应的下卡接槽内；

所述II型竖向支撑平板的内壁中部固定有第一圆形圈套，所述第一圆形圈套内安装有第一液压千斤顶，所述三个I型竖向支撑平板的内壁中部固定有第二圆形圈套，所述第二圆形圈套内安装有第二液压千斤顶，所述第一液压千斤顶、第二液压千斤顶位于同一水平面上，形成水平载荷输出系统，第一液压千斤顶、第二液压千斤顶的施力端之间为岩样容纳空间，所述第一液压千斤顶、第二液压千斤顶的侧壁上分别固定有用于实时监测试验过程中试件轴向变形值的百分表。

2.根据权利要求1所述的一种模拟高应力区地下工程开挖岩爆试验装置，其特征在于，所述第一圆形圈套焊接在II型竖向支撑平板的内壁中部；所述第二圆形圈套焊接在对应I型竖向支撑平板的内壁中部。

3.根据权利要求1所述的一种模拟高应力区地下工程开挖岩爆试验装置，其特征在于，所述凹板两端侧板的卡接槽内固定有盖帽，用于对对应的I型竖向支撑平板限位。

4.根据权利要求3所述的一种模拟高应力区地下工程开挖岩爆试验装置，其特征在于，所述盖帽焊接固定于对应的卡接槽内。

5.根据权利要求1所述的一种模拟高应力区地下工程开挖岩爆试验装置，其特征在于，所述凹板的两端分别设有向下凹陷的搭接槽，所述搭接板的两端设置宽度变小的搭接凸起与对应的搭接槽搭接，形成搭接板的限位。

6.一种模拟高应力区地下工程开挖岩爆试验方法，其特征在于，取权利要求1-5任一所述的一种模拟高应力区地下工程开挖岩爆试验装置，本方法包括以下步骤：

S1.将岩爆试验装置安装在岩石力学试验机上，在装置内放入立方体状的岩样，试验前制定好试验所要施加的载荷值，在岩石力学试验机施加竖向载荷的同时，利用岩爆装置施加水平方向载荷，以此实现三向应力的施加，模拟隧道开挖前围岩的受力情况；

S2.加载到试验所制定的载荷后，记录岩样所受的压力值以及对应的变形量；

S3.待试件变形稳定后，拆除搭接板和II型竖向支撑平板，实现模拟隧道开挖过程中围岩一面临空五面受力的情况，同时记录岩样的变形以及岩爆发生的时间。