[发明专利]一种深部裂隙岩体高围压局部瞬态卸荷试验模拟系统

说明书

本发明公开了一种深部裂隙岩体高围压局部瞬态卸荷试验模拟系统，主要包括岩体模型、支撑框体、试验台、水平加载装置、竖直加载装置、加卸载装置和监测装置，岩体模型内置于支撑框体，支撑框体设于试验台上；岩体模型的底部和左侧均与支撑框体的内壁面相贴，岩体模型的右侧与水平加载装置的输出端相连，岩体模型的顶部与竖直加载装置相连；加卸载装置穿过支撑框体，与岩体模型的右侧面下部相连；监测装置的输入端与岩体模型相连。本发明的有益效果为：本发明可实现模拟如下两种机制的模拟试验：爆破开挖过程中围岩瞬态卸荷导致的二次应力场瞬态重分布；围岩蠕变导致二次应力场准静态变化，可能发生局部破坏，进而引起二次应力场瞬态调整，更加符合工程中的实际卸荷情况。

技术领域

本发明涉及岩石工程模拟试验技术设备领域，具体涉及一种深部裂隙岩体高围压局部瞬态卸荷试验模拟系统。

技术背景

自然界中的岩石，经过长期的构造运动及人为扰动，通常会在不同情况下发生瞬态卸荷，局部瞬态卸荷会引起围岩应力的变化。而围岩应力变化存在以下两种机制：(1)爆破开挖过程中围岩瞬态卸荷导致的二次应力场瞬态重分布；(2)围岩蠕变导致二次应力场准静态变化，可能发生局部破坏，进而引起二次应力场瞬态调整。两种机制都可能导致围岩应力状态的变化，进而引起灾难的发生。然而，现有的瞬态卸荷模拟系统很少根据岩体所处的特定工程环境进行模拟。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种深部裂隙岩体高围压局部瞬态卸荷试验模拟系统。

本发明采用的技术方案为：一种深部裂隙岩体高围压局部瞬态卸荷试验模拟系统，主要包括岩体模型、支撑框体、试验台、水平加载装置、竖直加载装置、加卸载装置和监测装置，所述岩体模型内置于支撑框体，支撑框体设于试验台上；所述岩体模型的底部和左侧均与支撑框体的内壁面相贴，岩体模型的右侧与水平加载装置的输出端相连，岩体模型的顶部与竖直加载装置相连；所述加卸载装置穿过支撑框体，与岩体模型的右侧面下部相连；所述监测装置的输入端与岩体模型相连。

按上述方案，所述水平加载装置和竖直加载装置均为液压加载系统，水平加载装置包括液压缸A和与液压缸A相连的液压管A，竖直加载装置包括液压缸B和与液压缸B相连的液压管B,所述液压管A和液压管B均分别与液压站相连。

按上述方案，所述加卸载装置包括传力块、加载机构、脆性断裂板、反力墩，所述传力块的一端伸入支撑框体内，与岩体模型的右侧下部紧贴；传力块的另一端与脆性断裂板的一侧中部紧贴，脆性断裂板的另一侧与加载机构的加载端相连，加载机构的另一端与反力墩连接。

按上述方案，所述加载机构为液压加载机构，主要包括液压缸C和与液压缸C相连的液压管C，液压管C与液压站相连。

按上述方案，所述监测装置包括设置于试验台外部的高速摄影仪计算机，设置在岩体模型表面的应变计及与应变计连接的动态应变仪，振动传感器及与振动传感器连接的振动信号采集器，设置在岩体模型内部的加速度传感器及与其连接的加速度信号采集器；所述高速摄影仪、动态应变仪、振动信号采集器和加速度信号采集器均与计算机相连，且动态应变仪、振动信号采集器、加速度信号采集器和计算机均放置于监测工作台上。

按上述方案，所述支撑框体为由工字钢连接而成的矩形框架，矩形框架包括左边框、右边框、上边框和下边框。

按上述方案，在两根工字钢的连接处焊接有加固板。

按上述方案，在岩体模型与支撑框体的左边框之间安设吸波板。

按上述方案，岩体模型采用石膏或者类石膏材料制成；所述岩体模型内部插有云母片。

本发明的有益效果为：