[发明专利]一种动态冲切切缝方法

说明书

一种动态冲切切缝方法，其特征在于，实现以最小的能量聚集快速对岩土体进行精准切缝，步骤为：(1)布设外部的动态冲击能量输入系统，提供能量源，为产生动能的撞击装置。驱使动态冲击子弹14高速撞击动力冲击入射杆5产生动力冲击能；(2)架设力传递模型，按位置关系由左至右包括动力冲击入射杆5、岩土体试样7、动力冲击透射杆；(3)在步骤(2)架设的依次相邻的动力冲击入射杆5、岩土体试样7、动力冲击透射杆6之间，分别设置有功能层，形成递进式作用方式；(4)启动步骤(1)动态冲击系统，对岩土体试样7实施切缝。本发明切缝方法，具有聚能性能可靠、精准特点。

技术领域

本发明属于岩土体动态冲击聚能切缝技术领域。

背景技术

任何岩土体都有其成因、赋存地质环境和演变历程，因而不同的岩土体都有其特有的特性。特别是层状岩体，它是深部资源开采中普遍存在的一种岩体，由于具有层状结构、三高一扰动的特殊环境，使深部工程围岩表现出其特有的力学特征：如围岩的大变形、深部岩体的脆性-延性转化，导致其变形和强度特征具有明显的各向异性，其破坏机理及方式与浅部显著不同。现有的岩土体聚能切缝研究，主要是关注在现场装有炸药的聚能切缝器、切缝药包、聚能管等传统方法来实现，目前没有针对各类岩土体进行室内动态冲击双面聚能切缝研究。因此，如何以最小的能量聚集快速对不同赋存地质环境的岩土体进行精准切缝，对节约工程成本，提高工效和工程的安全性，以及减少围岩的扰动性，防止岩土体坍塌具有重要意义。

发明内容

本申请的目的是，为了克服上述现有技术的不足，提供一种用于动态冲切岩体的切缝方法，具有聚能性能可靠、精准特点。

为了实现上述目标，本申请提供了如下技术方案：

一种动态冲切切缝方法，其特征在于，实现以最小的能量聚集快速对岩土体进行精准切缝，步骤为：

(1)布设外部的动态冲击能量输入系统，提供能量源，为产生动能的撞击装置。

驱使动态冲击子弹14高速撞击动力冲击入射杆5产生动力冲击能。

(2)架设力传递模型

按位置关系由左至右包括动力冲击入射杆5、岩土体试样7、动力冲击透射杆6，其中：

所述岩土体试样7为圆形柱状试样，位于整个装置的中央位置；所述动力冲击入射杆5，位于岩土体试样7的左侧，接收来自于步骤(1)外部动态冲击系统产生的动能提供入射传递路径；所述动力冲击透射杆6，位于岩土体试样7的右侧，为动态冲击产生的能量作用在岩土体试样7后提供动能的透射传递路径；

(3)在步骤(2)架设的依次相邻的动力冲击入射杆5、岩土体试样7、动力冲击透射杆6之间，分别设置有功能层，形成递进式作用方式。

(3.1)功能层设计为：包括冲击聚能环系统、聚能钉柱切缝系统2、孔隙充填稳固油脂3、减摩润滑系统，其中：

所述冲击聚能环系统的功能是为能量聚集提供载体，径向设置，为两块平行设置的环形防护板，其上设置有众多线型圆孔，为能量聚集提供通道；

所述聚能钉柱切缝系统2是由众多均匀布设的小直径聚能切缝钉柱构成，设置于两块平行设置的环形防护板内，并两端分别安装于两侧的环形防护板上的线型圆孔内，其功能是将外部的动态冲击子弹14能量撞击动力冲击入射杆5后产生的动能聚焦在小直径的聚能切缝钉柱上，并瞬态传递给岩土体试样7，模拟能量的微孔聚集冲击；

所述孔隙充填稳固油脂3的功能是稳固聚能钉柱切缝系统2内的各切缝钉柱，同时在轴向使切缝钉柱单元与两侧环行防护板实现密封并合为一个整体；

在动力冲击入射杆5与功能层之间，以及动力冲击透射杆6与功能层之间都设置有减摩润滑系统，用于减少摩阻力，同时稳固聚能环形保护板，避免其在自重作用下的滑落；