[发明专利]一种深埋岩体工程动力孕灾演变全过程装置及方法

权利要求书

1.一种深埋岩体工程动力孕灾演变全过程装置，其特征在于，所述装置包括：

试验岩体框架，用于为试验岩体提供支撑和固定；

水平应力施加装置，设于试验岩体框架的侧面，用于为试验岩体施加水平应力；

垂直应力施加装置，设于试验岩体框架的顶部，用于为试验岩体施加垂直应力；

动载装置，设于试验岩体内部，用于为试验岩体提供动载载荷；

所述动载装置包括保护壳、若干设于所述保护壳周侧的启发液压缸以及设于所述保护壳顶端的应力感应接收器；所述启发液压缸的活塞端部设有启发挡板；所述应力感应接收器通过感应触发轴与设于所述保护壳内的内部启发机构连接；

所述内部启发机构与所述启发液压缸连接，所述启发液压缸在所述内部启发机构的触发下进行工作，实现动载载荷的施加。

2.根据权利要求1所述的深埋岩体工程动力孕灾演变全过程装置，其特征在于，所述试验岩体框架包括底座、顶座和若干液压立柱；所述液压立柱的两端分别与所述底座和所述顶座固连。

3.根据权利要求1所述的深埋岩体工程动力孕灾演变全过程装置，其特征在于，所述水平应力施加装置包括若干不同应力施加方向的子水平应力施加装置；每个子水平应力施加装置包括若干液压联通板；

所述液压联通板的两端分别与所述试验岩体框架连接；

所述液压联通板上设有若干联通液压缸，所述联通液压缸的活塞端部设有支撑板，所述支撑板在所述联通液压缸活塞的带动下水平向移动，实现水平应力的施加。

4.根据权利要求1所述的深埋岩体工程动力孕灾演变全过程装置，其特征在于，所述垂直应力施加装置包括液压缸支架，所述液压缸支架设于试验岩体的上方、所述试验岩体框架的顶座下方；所述液压缸支架上设有若干垂直液压缸，所有所述垂直液压缸的活塞均朝下，且每个活塞的端部设有施力板，所述施力板在所述垂直液压缸的带动下垂直移动，实现垂直应力的施加。

5.根据权利要求4所述的深埋岩体工程动力孕灾演变全过程装置，其特征在于，所述液压缸支架的上方设有若干升降杆；

所述升降杆的底端与所述液压缸支架固连，所述升降杆的顶端穿过所述试验岩体框架的顶座，并通过紧固螺母与所述顶座连接。

6.根据权利要求5所述的深埋岩体工程动力孕灾演变全过程装置，其特征在于，所述顶座的下方设有升降电机；所述液压缸支架与所述升降电机连接，在所述升降电机的带动下上下移动。

7.根据权利要求1所述的深埋岩体工程动力孕灾演变全过程装置，其特征在于，所述水平应力施加装置和所述垂直应力施加装置分别与动力提供设备连接，在所述动力提供设备提供的动力下进行工作，实现应力的施加。

8.一种深埋岩体工程动力孕灾演变全过程方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1-7任一所述的装置来实现；

所述方法的步骤包括：

S1、在试验岩体框架内铺设试验岩体直至预制动载层，在铺设过程中根据铺设的高度组装对应的液压联通板；水平应力施加装置包括若干不同应力施加方向的子水平应力施加装置；每个子水平应力施加装置包括若干所述液压联通板；

S2、在预制动载层放置动载装置；

S3、继续在试验岩体框架内铺设试验岩体直至全部试验岩体铺设完成，在铺设过程中根据铺设的高度组装对应的液压联通板；

S4、试验岩体养护；

S5、启动垂直应力施加装置以及水平应力施加装置按预定载荷值以及施加顺序施加垂直应力和水平应力；

S6、停止施加试验岩体待挖工作面的一侧的水平应力，然后开挖巷道和工作面；

S7、继续梯次施加垂直应力，直至试验岩体破坏；

S8、记录实验现象和数据，结束试验。

9.根据权利要求8所述的深埋岩体工程动力孕灾演变全过程方法，其特征在于，以砂灰、碳酸钙和水泥为基础材料，根据选取岩体的结构分布特征选择合适比例进行试验岩体的铺设。