[實用新型]一種沖擊擾動圍巖試驗設備

有效

• 申請號: 201420732519.4
• 申請日: 2014-11-30
• 公開（公告）號: CN204269492U
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發明（設計）人: 王斌;曾澤民;趙伏軍;王衛軍;萬文
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G01N3/36
• 分類號: G01N3/36
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 宋向紅

技術領域

本實用新型屬于巖體力學試驗設備，具體的說，涉及一種具有沖擊擾動功能的沖擊擾動圍巖試驗設備。

背景技術

在自然界的各種工程實踐中，如各類礦山工程、鐵路公路隧洞施工等，深部高應力巖體開挖時，巖體在承受地應力、構造應力等高靜態載荷作用的同時，還要承受原巖應力場變化或鄰近洞室開挖而引發的應力擾動影響以及開挖爆破作業或機械鉆鑿等動載的作用或地震、爆破引起的沖擊力等動載荷作用。應該看到，地下深部巖體工程結構在受到地震波、爆破沖擊波等沖擊擾動，誘發巖體、工程結構的動態失穩產生的損害很大，這方面的現場實錄研究很多，同時國內相關室內試驗設備還處在動態小尺寸試件或靜態大尺寸試件的試驗研究，相關動靜組合加載試驗裝置普遍以小尺寸的標準試樣為研究對象，且動載荷和主靜載荷方向相同，還沒有對較大尺寸試件的靜態、動態及沖擊相結合的試驗研究。因此，為適應復雜多變的深部地下巖體工程的研究需求，需要有更好的試驗裝置來進行試驗。

目前，利用普通萬能材料試驗機經過加裝側面加載裝置可以實現單軸到三軸的巖石靜載試驗，使用液壓伺服系統可以實現三維的曲線波形準靜態加載試驗方式，但目前還未有利用沖擊錘實現模擬爆破、地震等沖擊擾動的三軸試驗設備。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種能對較大尺寸巖石類試樣在三個方向預施加靜、動態載荷并能沿垂直方向對巖石試樣施加一定的波形沖擊載荷，以模擬巖石試樣在深部高應力環境中擾動的響應情況的沖擊擾動圍巖試驗設備。

為解決上述技術問題，本實用新型的一種沖擊擾動圍巖試驗設備，包括頂板、底座、支撐立柱、絲杠柱；它還包括橫梁、橫梁升降電機及減速機部件、鏈條齒輪、沖擊錘頭、沖擊錘導桿、水平X方向加載夾板、水平Y方向加載夾板、水平X方向伺服液壓缸、水平Y方向伺服液壓缸、垂真Z方向伺服液壓缸；頂板與底座平行，頂板與底座之間由兩根呈對角分布的支撐立柱固定連接，頂板與底座之間的另一對角上各安裝有一根絲杠柱；安裝于頂板上的橫梁升降電機及減速機部件通過鏈條齒輪與兩根絲杠柱上端連接，帶動絲杠柱轉動；所述橫梁的兩端安裝于兩根絲杠柱中部，絲杠柱轉動帶動橫梁上下移動；橫梁上安裝有垂真Z方向伺服液壓缸，垂真Z方向伺服液壓缸與橫梁下的沖擊錘頭連接，沖擊錘頭上安裝有加速度傳感器；沖擊錘頭上固連有兩根豎直沖擊錘導桿，沖擊錘導桿活動穿過橫梁和頂板；所述底座的橫向方向上設有水平Y方向加載夾板和水平Y方向伺服液壓缸，所述底座的縱向方向上設有水平X方向加載夾板和水平X方向伺服液壓缸，各伺服液壓缸與相對應的加載夾板連接；所述各加載夾板和沖擊錘頭圍合成的空間中放置被測巖石試樣；所述各伺服液壓缸通過高壓油路與伺服液壓系統連接，通過伺服液壓系統向被測巖石試樣施加沖擊載荷、擾動加載；所述伺服液壓系統、加速度傳感器通過信號線與外部計算機連接。

具體的，所述沖擊載荷、擾動加載為半正弦波、三角波或方波形式的曲線載荷。

所述加載夾板可根據被測巖石試樣的尺寸大小的變化更換不同尺寸的加載板。

所述被測巖石試樣的尺寸大小在X、Y、Z三個方向上為200—700mm。

本實用新型所述沖擊擾動圍巖試驗設備，能對較大尺寸巖石類試樣在三個方向預施加靜、動態載荷并能沿垂直方向對巖石試樣施加一定的波形沖擊載荷，以模擬巖石試樣在深部高應力環境中擾動的響應情況。

附圖說明

圖1是本實用新型的沖擊擾動圍巖試驗設備的結構示意圖。

圖2是本實用新型的沖擊擾動圍巖試驗設備中被測巖石試樣受靜載-沖擊載荷示意圖。

圖3是本實用新型的沖擊擾動圍巖試驗設備中被測巖石試樣受靜載-擾動載荷示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的描述。