[發(fā)明專利]一種主動圍壓下的巖石爆破振動測試裝置及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811377812.2
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109490075B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魯功達(dá);楊興國;周家文;徐昊;陶劍;戚順超
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/313;G01N3/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 苗艷榮

1.一種主動圍壓下的巖石爆破振動測試裝置，其特征在于，包括圍壓和爆炸加載系統(tǒng)、以及分別位于該加載系統(tǒng)兩側(cè)的運動監(jiān)測系統(tǒng)和應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)；

所述圍壓和爆炸加載系統(tǒng)包括加載框架（8），在加載框架（8）內(nèi)設(shè)有兩個互相垂直且具有10 MN以上加載能力的主動圍壓加載裝置（9）以及與主動圍壓加載裝置相匹配的被動支撐裝置（12）；在每個主動圍壓加載裝置（9）以及每個被動支撐裝置（12）上均垂直連接有一個加載墊板（10），相對的兩個加載墊板（10）由固定螺栓（11）連接；

所述運動監(jiān)測系統(tǒng)包括數(shù)個振動速度監(jiān)測探頭（2）以及與探頭相連接的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；

所述應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)包括高速攝影機（7）以及與該攝影機相連的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，在所述高速攝影機（7）與圍壓和爆炸加載系統(tǒng)之間設(shè)有光源（5）及防彈玻璃（6）。

2.如權(quán)利要求1所述的一種主動圍壓下的巖石爆破振動測試裝置，其特征在于，所述主動圍壓加載裝置（9）為電液伺服加載裝置。

3.利用權(quán)利要求1~2任一項所述的一種主動圍壓下的巖石爆破振動測試裝置進行振動衰減規(guī)律測試的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）現(xiàn)場取圍巖試樣，通過室內(nèi)靜態(tài)試驗測得該巖石的屈服面，獲得其脆性-延性轉(zhuǎn)換臨界壓力L(κ)和靜水壓縮屈服極限X(κ)；

（2）在圍巖試樣中心鉆取炮孔；

（3）在圍巖試樣與炮孔垂直的任一表面安裝振動速度監(jiān)測探頭，并將該探頭與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接；

（4）將圍巖試樣放置于圍壓和爆炸加載系統(tǒng)中，并與加載墊板貼合；

（5）通過主動圍壓加載裝置在圍巖試樣的水平及豎直方向同時施加相同的壓力，將圍巖試樣的圍壓逐漸升高至P₁，并用固定螺栓將圍巖試樣進行約束，其中，P₁低于脆性-延性轉(zhuǎn)換臨界壓力L(κ)；

（6）在圍巖試樣與炮孔垂直的另一表面一段距離處放置防彈玻璃并架設(shè)高速攝影機，同時使用LED光源對巖石表面進行人工照明；

（7）在炮孔中裝填炸藥并用阻塞物密封炮孔，裝藥量以不損壞振動速度監(jiān)測探頭為原則；

（8）點火引爆炸藥并同步觸發(fā)高速攝影機和振動速度監(jiān)測探頭，得到圍壓P₁條件下點火試驗的爆炸加載路徑B₁，進而獲得該巖石在表現(xiàn)出脆性特征時圍壓對其爆炸應(yīng)變響應(yīng)和振動衰減規(guī)律的影響；

（9）重新取圍巖試樣，重復(fù)步驟（2）~（8），并將圍壓升高至P₂，得到圍壓P₂條件下點火試驗的爆炸加載路徑B₂，進而獲得該巖石在表現(xiàn)出延性特征時圍壓對其爆炸應(yīng)變響應(yīng)和振動衰減規(guī)律的影響，其中，P₂高于脆性-延性轉(zhuǎn)換臨界壓力L(κ)，低于靜水壓縮屈服極限X(κ)。

4.如權(quán)利要求3所述的利用主動圍壓下的巖石爆破振動測試裝置進行振動衰減規(guī)律測試的方法，其特征在于，加載圍壓低于L(κ)的測試以及高于L(κ)的測試分別進行2~5次。

5.如權(quán)利要求3所述的利用主動圍壓下的巖石爆破振動測試裝置進行振動衰減規(guī)律測試的方法，其特征在于，步驟（3）中振動速度監(jiān)測探頭的安裝方式為：n個探頭即P₁~P_n，于圍巖試樣的表面沿對角線方向間隔布置，各探頭距炮孔中心的對應(yīng)距離D₁-D_n沿順時針方向逐漸增大，增大步長為1~3cm，以監(jiān)測爆破振動沿應(yīng)力波傳播方向的衰減規(guī)律。