[发明专利]一种气压卸载模拟岩石地下开挖的试验方法

摘要

本发明涉及岩石地下开挖模拟试验领域，旨在提供一种气压卸载模拟岩石地下开挖的试验系统及方法。包括相互垂直的三个外部加载系统和一个位于试样空腔中的内部加载卸载系统；后者包括充气后呈圆柱形的薄膜气囊，薄膜气囊通过输气管连接空压机；所述X、Y或Z轴方向的任意一个螺旋调节丝杠具有中空管状结构，输气管贯穿装在该螺旋调节丝杠中；薄膜气囊未充气时能塞入试样空腔中，充气后即充满试样空腔以施加内部载荷；各外部加载系统中的测力传感器分别通过信号线接至计算机。本发明可以模拟任意断面形状的开挖，实现瞬时卸载或逐步分级卸载，真实模拟不同施工方法的实际开挖过程；能够模拟浅埋隧道的围岩塌方和深埋隧道高地应力条件下的岩爆。

主权项

1.一种气压卸载模拟岩石地下开挖的试验系统，包括底部平台和用于对试样进行施加内、外部压力的加载系统；其特征在于，所述加载系统共有四个，是X、Y、Z轴方向的三个外部加载系统和一个内部加载卸载系统；Y轴方向为竖直方向，X轴和Z轴为相互垂直的水平方向；其中，X轴方向外部加载系统包括两块平行的竖直反力墙，其下端固定在底部平台上；在其中一侧反力墙上设置加载液压缸，加载液压缸的活塞水平布置且端部设测力传感器和加载板，在另一侧反力墙上贯设螺旋调节丝杠，螺旋调节丝杠的一端安装丝杠调节手轮，另一端设加载板；两块加载板垂直于水平面且相互平行，用于夹持试样；Z轴方向外部加载系统包括与X轴方向外部加载系统具有相同部件和相同连接关系；Y轴方向外部加载系统包括一块水平的反力横板，通过四根立柱固定在底部平台上；在底部平台上设置加载液压缸，加载液压缸的活塞竖直布置且端部设测力传感器和加载板，在反力横板上贯设螺旋调节丝杠，螺旋调节丝杠的一端安装丝杠调节手轮，另一端设加载板；两块加载板均保持水平，用于夹持试样；内部加载卸载系统包括充气后呈圆柱形的薄膜气囊，薄膜气囊通过输气管连接空压机；所述X、Y或Z轴方向的任意一个螺旋调节丝杠具有中空管状结构，输气管贯穿装在该螺旋调节丝杠中；薄膜气囊未充气时能塞入试样空腔中，充气后即充满试样空腔以施加内部载荷；各外部加载系统中的测力传感器分别通过信号线接至计算机。