[发明专利]一种多点约束的岩体破坏试验装置和方法

权利要求书

1.一种多点约束的岩体破坏试验装置，其特征在于，包括：

围架，所述围架包括用于支撑不规则岩块试样的底座、多根环向间隔分布并固设于底座的立柱、以及固设于多根立柱顶部之间的顶座，所述底座、多根立柱和顶座共同形成将不规则岩块试样围于其内的试验空间；

轴向加载机构，用于可控地对不规则岩块试样的顶部加载轴向压力，直至不规则岩块破坏；

第一位移传感器，用于直接或者间接监测不规则岩块试样的顶部在轴向加载机构的轴向压力加载下的轴向位移；

多个侧向约束机构，每根立柱设有至少一个所述侧向约束机构，每个侧向约束机构用于对不规则岩块试样加载侧向的约束压力；

多个第二位移传感器，用于直接或者间接监测不规则岩块试样的侧面被相应的侧向约束机构约束的部位的侧向位移；

多个散斑测量装置，用于监测不规则岩块试样形状的变化过程；以及

数据采集及处理系统，用于直接或者间接获取轴向加载机构加载于不规则岩块试样的轴向压力、多个侧向约束机构加载于不规则岩块试样的约束压力、第一位移传感器监测到的不规则岩块试样的顶部在轴向加载机构的轴向压力加载下的轴向位移、第二位移传感器检测到的不规则岩块试样的侧面被相应的侧向约束机构约束的部位的侧向位移、以及多个散斑测量装置监测到的不规则岩块试样形状的变化过程，以供后续进行反演和分析处理。

2.如权利要求1所述的多点约束的岩体破坏试验装置，其特征在于：每根立柱装有两个或者三个所述侧向约束机构，每个侧向约束机构通过锁定机构高度可调地锁定于立柱上。

3.如权利要求2所述的多点约束的岩体破坏试验装置，其特征在于：锁定机构包括升降座、固设或者与升降座一体成型的卡箍以及螺栓结构，所述卡箍套设于立柱，并通过螺栓结构可拆卸地锁紧于立柱，所述侧向约束机构装于升降座。

4.如权利要求2所述的多点约束的岩体破坏试验装置，其特征在于：侧向约束机构包括等压力油缸以及设于等压力油缸的活塞杆端部的约束部，所述等压力油缸的缸体固定于升降座。

5.如权利要求2所述的多点约束的岩体破坏试验装置，其特征在于：侧向约束机构包括等刚度弹簧和约束部，所述等刚度弹簧的一端与升降座相连，另一端与约束部相连。

6.如权利要求5所述的多点约束的岩体破坏试验装置，其特征在于：侧向约束机构还包括可侧滑动安装于升降座的导向杆，所述导向杆的端部与约束部固连，等刚度弹簧伸缩时，导向杆沿升降座侧向移动。

7.如权利要求4至6中任意一项所述的多点约束的岩体破坏试验装置，其特征在于：约束部对不规则岩块试样进行约束的面为球面，且约束部可拆卸固定于活塞杆、等刚度弹簧或者导向杆。

8.如权利要求1至6中任意一项所述的多点约束的岩体破坏试验装置，其特征在于：底座位于散斑测量装置和围架之间的位置设置透明的防护罩。

9.如权利要求1至8中任意一项所述多点约束的岩体破坏试验装置的试验方法，其特征在于，包括步骤：

S1、将不规则岩块试样放入试验空间，并由底座支撑；

S2、根据不规则岩块试样的形状，将预定数量和水平方向的侧向约束机构调整至与不规则岩块试样侧面的被约束部位接触或者紧贴；

S3、驱使轴向加载机构对不规则岩块试样的顶部加载轴向压力，并通过数据采集及处理系统直接或者间接获取轴向加载机构加载于不规则岩块试样的轴向压力、多个侧向约束机构加载于不规则岩块试样的约束压力、第一位移传感器监测到的不规则岩块试样的顶部在轴向加载机构的轴向压力加载下的轴向位移、第二位移传感器检测到的不规则岩块试样的侧面被相应的侧向约束机构约束的部位的侧向位移、以及多个散斑测量装置监测到的不规则岩块试样形状的变化过程。

10.如权利要求9所述的试验方法，其特征在于：步骤S2包括根据试验需求，在所有立柱或者部分立柱上分别选取至少一个侧向约束机构，并根据试验需求，通过调整锁定机构来调节侧向约束机构在立柱的高度，以使相应的侧向约束机构能与不规则岩块试样侧面的被约束部位接触或者紧贴的过程。