[發明專利]一種深部洞室開挖瞬態卸荷的模擬試驗裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 201910764411.0
• 申請日: 2019-08-19
• 公開（公告）號: CN110455625B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 宋凱文;羅憶;李新平;黃俊紅;王自旭
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02;G01N33/24
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

1.一種深部洞室開挖瞬態卸荷的模擬試驗方法，其特征在于，所述深部洞室開挖瞬態卸荷的模擬試驗方法包括：

模擬高速率卸荷，對已開挖的地下洞室圍巖模型產生大的振動和應變率，獲取實際工程中的卸荷數據；

根據獲取的實際工程中的卸荷數據，進行二維卸荷，模擬深部巖體開挖應力瞬態卸荷的過程；

通過搭載不同的傳感器，分析深部巖體在所述應力瞬態卸荷松動條件下的力學過程；

所述深部洞室開挖瞬態卸荷的模擬試驗方法具體包括：

步驟一、制備試樣并在試樣中預制洞室，確保預制洞室的尺寸與支護板的尺寸相匹配；在試樣模型內部根據實驗具體需求，在試樣適當的部位埋設監測傳感器，并分別與控制計算機相連接；

步驟二、將試樣置于下加載板上，并將側加載板和上加載板貼合試樣外表面，使各加載板共同包裹試樣；

步驟三、將支護板放置于試樣中的預制洞室內，將中心控制塊置于洞室中央電磁鐵對側，將外撐桿端部頂住支護板內側凹槽，調整內螺紋管使撐桿達到合適長度，即內撐桿端部頂住中心控制塊上的凹槽，逐一調整內螺紋管使各撐桿上應變片的測值相同；

步驟四、計算機控制對加載板加載；

步驟五、保持加載板上的壓力為定值，對電磁鐵通電，使中心控制塊向電磁鐵方向位移，各撐桿發生瞬態失穩；通過計算機實時監測、記錄各傳感器的數值；

所述深部洞室開挖瞬態卸荷的模擬試驗方法的深部洞室開挖瞬態卸荷的模擬試驗裝置包括試樣；

所述試樣四周包裹有加載板，用于試驗時由計算機控制給試樣加初始應力；

試樣內開設有形狀輪廓為圓柱形的預留洞室；所述預留洞室內安裝有瞬態卸荷裝置；

瞬態卸荷裝置前方安裝有電磁鐵支架，電磁鐵支架固定的圓形電磁鐵與瞬態卸荷裝置中心控制塊正對；通電后用于提供電磁引力，吸附中心控制塊，使得撐桿發生失穩，進行瞬態卸荷；

所述瞬態卸荷裝置中的八塊圓弧形支護板貼合洞壁安裝；

支護板內側中央留有凹槽，凹槽的曲率半徑大于撐桿桿端的球體的曲率半徑；

中心控制塊為扁圓柱形的鋼塊，與支護板上相同的八個凹槽均勻分布在中心控制塊的側面；

中心控制塊和支護板之間用撐桿連接；

撐桿包括內撐桿，外撐桿和內螺紋管；

內撐桿和外撐桿均為非磁性高強金屬制成，一端附有外螺紋，另一端帶有球體；

內螺紋管連接內撐桿和外撐桿，并且利用內螺紋管調整撐桿的長度，還用于安裝以及調整撐桿中的初始應力；

應變片貼在內撐桿表面，用于對撐桿中的初始應力進行監測。

2.如權利要求1所述的深部洞室開挖瞬態卸荷的模擬試驗方法，其特征在于，所述試樣由石膏材料制成；加載板由實心鋼板制成。

3.一種實現權利要求1所述的深部洞室開挖瞬態卸荷的模擬試驗方法的信息數據處理終端。

4.一種計算機可讀存儲介質，包括指令，當其在計算機上運行時，使得計算機執行如權利要求1所述的深部洞室開挖瞬態卸荷的模擬試驗方法。