[發(fā)明專利]高壓伺服動(dòng)真三軸試驗(yàn)機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410187337.8
• 申請(qǐng)日: 2014-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN103969107A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇國韶;鄧志恒;郝慶澤;張喜德;莫純;江權(quán)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/00
• 分類號(hào): G01N3/00
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 45104
• 代理人: 王素娥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖體力學(xué)和巖石工程研究領(lǐng)域，特別涉及一種模擬巖體受擾動(dòng)開挖狀態(tài)下的真三軸巖爆實(shí)驗(yàn)設(shè)備，具體是高壓伺服動(dòng)真三軸試驗(yàn)機(jī)。

背景技術(shù)

關(guān)于巖爆的力學(xué)實(shí)驗(yàn)，國內(nèi)外都進(jìn)行了大量的研究工作，從單軸壓縮試驗(yàn)、雙軸加載試驗(yàn)、常規(guī)三軸試驗(yàn)到真三軸試驗(yàn)都曾有過嘗試，由于單軸壓縮試驗(yàn)和雙軸加載試驗(yàn)與實(shí)際巖爆發(fā)生所處的三維狀態(tài)不符合，而且常規(guī)三軸試驗(yàn)是理想的軸對(duì)稱狀態(tài)，不能真實(shí)的反映工程實(shí)際中巖石的強(qiáng)度參數(shù)，所以只有通過真三軸來模擬巖爆試驗(yàn)，但是目前的真三軸試驗(yàn)的特點(diǎn)是剛度不足或者無法擾動(dòng)或者不能快速卸荷，試驗(yàn)機(jī)不能同時(shí)具備以上三種功能，剛度不足，會(huì)使實(shí)驗(yàn)過程中壓板存儲(chǔ)和釋放能量，無法擾動(dòng)，就不能再現(xiàn)開挖或者其他振動(dòng)對(duì)巖體產(chǎn)生的影響，不能快速卸荷，很難分析迅速開挖巖體過后與發(fā)生巖爆之間有何聯(lián)系，總之，如果不同時(shí)不具備以上三個(gè)條件，無法準(zhǔn)確地模擬巖爆實(shí)驗(yàn)。

目前出現(xiàn)的真三軸試驗(yàn)機(jī)只能做簡(jiǎn)單的拉伸試驗(yàn)和常規(guī)三軸試驗(yàn)等單個(gè)實(shí)驗(yàn)，但不能同時(shí)做拉伸、壓縮、剪切、常規(guī)三軸和真三軸試驗(yàn)，為了做各種不同的試驗(yàn)，需要不同的試驗(yàn)機(jī)，成本花費(fèi)較大。

目前真三軸巖爆實(shí)驗(yàn)需要在巖樣試件添加應(yīng)變片，然后通過人為分析計(jì)算，求出巖樣的極限強(qiáng)度、彈性模量、泊松比等巖石力學(xué)參數(shù)，實(shí)驗(yàn)過程繁瑣復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)存在的不足，提供高壓伺服動(dòng)真三軸試驗(yàn)機(jī)。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下。

高壓伺服動(dòng)真三軸試驗(yàn)機(jī)，主要由X軸方向加卸載機(jī)構(gòu)、Y軸方向加卸載機(jī)構(gòu)和Z軸方向加卸載機(jī)構(gòu)構(gòu)成，包括機(jī)架、夾具、安裝在所述機(jī)架上的X軸左右方向加卸載機(jī)構(gòu)、Y軸前后方向加卸載機(jī)構(gòu)、Z軸上下方向加卸載機(jī)構(gòu)以及分別用于控制所述X軸方向加卸載機(jī)構(gòu)、Y軸方向加卸載機(jī)構(gòu)、Z軸方向加卸載機(jī)構(gòu)的三套互相獨(dú)立的控制系統(tǒng)，水平加載框架包括X軸方向上的框架，為浮動(dòng)框架；垂直加載框架包括Z軸和Y軸的方向上的框架；水平加載框架和垂直加載框架均為高剛度整體框架，垂直加載框架剛度是10000kN/mm，水平加卸載框架剛度是4000kN/mm。總共有六個(gè)儲(chǔ)存氣罐和六個(gè)伺服閥，分別與六個(gè)不同方向上的油壓缸配合工作，水平移動(dòng)加載油缸和擺桿油缸分別配有水平移動(dòng)加載油缸電磁閥和擺桿油缸電磁閥。

所述X軸方向加卸載機(jī)構(gòu)位于水平加載框架中，其中包括：

所述X軸方向加卸載機(jī)構(gòu)包括：

四根X向拉桿，其布置成矩形。

第一X向框架是浮動(dòng)加載框架，安裝在所述機(jī)架上，并固定在所述四根X向拉桿的一端，主要包括第一X向擾動(dòng)壓板、第一X向球頭、第一X向剛性框、第一X向擾動(dòng)傳力桿、第一X向力傳感器、第一X向活塞、第一X向擾動(dòng)油缸、第一X向位移傳感器、水平移動(dòng)加載油缸。

第二X向框架是浮動(dòng)加載框架，安裝在所述機(jī)架上，并固定在所述四根X向拉桿的另一端，且與所述第一X向框架對(duì)正，主要包括第二X向壓板、第二X向球頭、第二X向傳力桿、第二X向力傳感器、第二X向活塞、第二X向加卸載油缸、第二X向位移傳感器、支撐環(huán)。

所述Y軸方向加卸載機(jī)構(gòu)位于垂直加卸載框架中，其中包括：

第一Y向框架是垂直加載框架的前側(cè)加載框架，主要包括第一Y向壓板、第一Y向球頭、第一Y向傳力桿、第一Y向力傳感器、第一Y向活塞、第一Y向加卸載油缸、第一Y向位移傳感器、擺桿、彈簧、擺桿油缸，擺桿上有環(huán)，可與第一Y向傳力桿安裝連接。

第二Y向框架是垂直加載框架的后側(cè)加載框架，主要包括第二Y向壓板、第二Y向球頭、第二Y向力傳感器、第二Y向活塞、第二Y向加卸載油缸、第二Y向位移傳感器。

所述Z軸方向加卸載機(jī)構(gòu)位于垂直加載框架中，其中包括：

第一Z向框架是垂直加載框架的上方加卸載框架，主要包括第一Z向擾動(dòng)壓板、第一Z向球頭、第一Z向剛性框、第一Z向擾動(dòng)傳力桿、第一Z向力傳感器、第一Z向活塞、第一Z向擾動(dòng)油缸、第一Z向位移傳感器。

第二Z向框架是垂直加載框架的下側(cè)加載框架，主要包括第二Z向壓板、第二Z向球頭、第二Z向力傳感器、第二Z向活塞、第二Z向加卸載油缸、基座、第二Z向位移傳感器。

所述擺桿上有環(huán)，可將第一Y向壓板套上去。

所述第一X向擾動(dòng)油缸、第二X向加卸載油缸、第一Y向加卸載油缸、第二Y向加卸載油缸、第一Z向擾動(dòng)油缸、第二Z向加卸載油缸、擺桿油缸和水平移動(dòng)加載油缸均可獨(dú)立施加荷載。