[發(fā)明專利]一種組接式真三軸地下洞室模擬試驗裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310431050.0
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN103604692A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設計）人: 周輝;盧景景;張傳慶;胡善超;徐榮超;劉海濤;付亞平;李震
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 武漢荊楚聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42215
• 代理人: 劉治河

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及真三軸地下洞室模擬試驗裝置，特別是一種組接式真三軸地下洞室模擬試驗裝置。它適用于含有孔洞的試樣的真三軸試驗研究，屬巖土工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

地下工程的巖土材料處于復雜的三向應力狀態(tài)，洞室開挖后圍巖的破壞情況一直是研究的重點。以往的研究多集中在標準尺寸圓柱體試樣的常規(guī)三軸試驗及標準立方塊體的真三軸試驗上，試樣尺寸較小，且無法模擬洞室圍巖的真實受力情況。隨著研究的深入，地下洞室圍巖壁的受力情況不在局限于完整巖塊的試驗研究，中大尺寸含有孔洞試樣的研究越來越受重視。

中國專利公開號CN200710019066.5，公告日期2008年4月30日，發(fā)明名稱“一種三向獨立加載壓力室結(jié)構(gòu)的真三軸儀”，該申請案公開了一種三向獨立加載壓力室結(jié)構(gòu)的真三軸儀，實現(xiàn)了真三軸儀三個主應力完全分離獨立加荷的條件。該真三軸儀針對立方體土樣，若要增加巖樣尺寸和加大加荷荷載，制作成本和密封要求均會提高。

中國專利公開號CN201210423939.X，公告日期2013年3月13日，發(fā)明名稱?“中尺寸巖石伺服控制真三軸實驗裝置”，該申請案公開了一種中尺寸巖石伺服控制真三軸實驗裝置，采用三向載荷獨立伺服控制，能進行復雜應力路徑的真三軸試驗，且數(shù)據(jù)全自動采集，能獲得全過程應力應變曲線。該真三軸試驗裝置裝備齊全，制作成本相對較高，試驗操作較精細，雖適用于中尺寸試樣，但由于其壓力室完全密封，不便于觀察帶有孔洞試樣的破壞情況。

如上所述，現(xiàn)有的真三軸設備造價相對較高，儀器設備制作精密，且每一種真三軸設備都有各自的適用范圍，無法靈活變動。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述存在問題，本發(fā)明的目的在于提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、可操作性強的組接式真三軸地下洞室模擬試驗裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案為：

一種組接式真三軸地下洞室模擬試驗裝置，所述實驗裝置由第一固定板、第二固定板、第三固定板、千斤頂、連接螺栓、鎖緊螺栓、支撐板、承壓板、鎖緊螺母組接而成，第一固定板、第二固定板、第三固定板相互平行，通過兩對連接螺栓和鎖緊螺母連接，千斤頂活動的位于第二固定板和第三固定板之間，支撐板和承壓板分別為一對，支撐板和承壓板上分別開有同心測量孔，承壓板上設置有鎖緊螺栓，一對支撐板和承壓板相互平行、活動的排列在第一固定板和第二固定板之間，一對承壓板位于支撐板的外側(cè)，支撐板和承壓板的平面垂直于第一固定板和第二固定板的平面。

由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明的組接式真三軸地下洞室模擬試驗裝置有以下功能和效果：本發(fā)明裝置的第一固定板、第二固定板、兩對支撐板和兩對承壓板組接成了一個簡易的真三軸室，和現(xiàn)有的單軸試驗儀器配套使用，豎直向荷載可由現(xiàn)有單軸實驗儀器提供；水平向荷載由千斤頂提供，根據(jù)不同荷載需求可選擇不同量程的千斤頂；前后水平向變形由連接螺栓桿提供的反力以及鎖緊螺栓連接的承壓板和支撐板限制，實現(xiàn)了試樣的平面應變狀態(tài)。兩對支撐板和承壓板中間的測量孔，可用來觀察洞壁破壞過程、測量洞壁位移以及進行聲發(fā)射監(jiān)測等。本發(fā)明制造成本低，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，操作性極強，可模擬工程實踐中的地下洞室的應力狀態(tài)，開展地下洞室圍巖破壞情況的研究。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為圖1的俯視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述：

見附圖，一種組接式真三軸地下洞室模擬試驗裝置，所述試驗裝置由第一固定板1、第二固定板2、第三固定板3、千斤頂9、連接螺栓11、鎖緊螺栓4、支撐板5、承壓板6、鎖緊螺母8組接而成，第一固定板1、第二固定板2、第三固定板3相互平行，通過兩對連接螺栓11和鎖緊螺母8連接，第一固定板1和第二固定板2固定試樣7，千斤頂9活動的位于第二固定板2和第三固定板3之間，可根據(jù)需要選擇一個或兩個千斤頂9，支撐板5和承壓板6分別為一對，支撐板5和承壓板6上分別開有同心測量孔10，其作用是用來觀察洞壁破壞過程、測量洞壁位移以及進行聲發(fā)射監(jiān)測等，承壓板6上設置有鎖緊螺栓4，一對支撐板5和承壓板6相互平行、活動的排列在第一固定板1和第二固定板2之間，一對承壓板6位于支撐板5的外側(cè)，支撐板5位于試樣7的兩側(cè)，支撐板5、承壓板6以及試樣7的平面垂直于第一固定板1和第二固定板2的平面，支撐板5和承壓板6的平面水平長度要小于第一固定板1和第二固定板2之間的距離，以保證第二固定板2有可移動的位移，支撐板5和承壓板6的平面豎直高度要小于試樣7的高度，以保證上試樣7豎直方向上的加載板有可移動的位移。

本發(fā)明裝置的工作原理：