[發明專利]不同埋深、不同構造應力下跨斷層隧巷道的力學行為特征模擬測試裝置及測試方法

在審

• 申請號: 202010024110.7
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111081110A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 高明忠;王飛;王明耀;楊本高;劉軍軍;劉依婷;陸彤;彭高友
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00;G01N3/08;G01B5/02;G01B5/30
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 郭萍

1.不同埋深、不同構造應力下跨斷層隧巷道的力學行為特征模擬測試裝置，包括支撐框架(1)、裝載料斗、導軌、滑塊、雙向動力系統，所述支撐框架(1)包括主框架(1-1)、第一副框架(1-2)、第二副框架(1-3)，主框架(1-1)由上框架和用于支撐上框架的下框架組成，上框架為內腔中空的長方體框架，其特征在于，還包括第三副框架(1-4)和圍壓加載系統；

所述主框架(1-1)的上框架上設有貫穿前、后兩個側面以及頂面和底面的斜切面框(2)，斜切面框(2)由分別與上框架的頂面框條和底面框條垂直且相交的兩根橫梁，以及分別與上框架的前側面框條和后側面框條以一定夾角相交的兩根斜梁構成，斜切面框(2)將上框架(1-1)分為活動料斗容納部(1-1-2)和包含斜切面框的固定料斗安裝部(1-1-1)；活動料斗容納部(1-1-2)對應的上框架(1-1)的前側面頂部為無框條設置，形成供活動料斗(4)水平移動時通過的缺口；第一副框架(1-2)固定在活動料斗容納部(1-1-2)的后側面，第二副框架(1-3)固定在固定料斗安裝部(1-1-1)的前側面，為與該前側面形狀匹配的直角梯形體框架；第二副框架(1-3)的傾斜面框與主框架的斜切面框(2)平齊，共同構成延長的斜切面框；第三副框架(1-4)固定于固定料斗安裝部(1-1-1)的頂面，為與該頂面形狀匹配的長方體框架；第二副框架(1-3)的前側面、第三副框架(1-4)的頂面均設有圍壓千斤頂安裝橫梁(1-5)，第一副框架(1-2)的后側面設有與斜切面框(2)的斜梁相互平行的位移千斤頂安裝斜梁(1-6)；

所述裝載料斗包括固定料斗(3)和活動料斗(4)；固定料斗(3)由一個矩形底板、一個矩形側板和一個直角梯形側板安裝在上框架的固定料斗安裝部的對應面構成，固定料斗安裝部(1-1-1)的斜切面框對應面、頂面和前側面保持開放；活動料斗(4)由活動料斗框架、一個矩形底板、一個矩形側板和一個直角梯形側板構成，活動料斗框架由內腔中空的與主框架中上框架的活動料斗容納部(1-1-2)形狀匹配的活動料斗框架主體(4-1)，以及側框架(4-2)和頂框架(4-3)構成；活動料斗框架主體(4-1)為倒直角梯形體，活動料斗框架主體的傾斜面框與固定料斗安裝部(1-1-1)的斜切面框相互平行，側框架(4-2)固定在活動料斗框架主體(4-1)的前側面，為與該前側面形狀匹配的倒直角梯形體框架，側框架的傾斜面框與活動料斗框架主體的傾斜面框平齊，形成延長的傾斜面框，該延長的傾斜面框與支撐框架中固定料斗安裝部(1-1-1)與第二副框架(1-3)形成的延長的斜切面框大小相同且相互平行，頂框架(4-3)固定在活動料斗框架主體(4-1)的頂面，為與該頂面形狀匹配的長方體框架；活動料斗的底板和側板形狀對應地安裝在活動料斗框架主體的底面和側面，活動料斗框架主體的前側面、傾斜面和頂面開放；活動料斗框架主體(4-1)的后側面上設有位移千斤頂安裝橫梁(4-4)，頂框架(4-3)的頂面和側框架(4-2)的前側面設有圍壓千斤頂安裝橫梁(1-5)；固定料斗和活動料斗的矩形側板上設有襯砌模型放入口(5)；

所述雙向動力系統包括為活動料斗的水平移動和縱向移動提供動力的位移千斤頂(6)；

所述導軌包括活動料斗導軌、斜向位移千斤頂導軌(11)和水平向位移千斤頂導軌(12)；活動料斗導軌包括兩根相互平行的斜向活動料斗導軌(13)和兩根相互平行的水平向活動料斗導軌(14)；斜向活動料斗導軌(13)分別安裝在主框架與第二副框架形成的延長的斜切面框的兩根斜梁上，斜向活動料斗導軌(13)上安裝有滑塊(15)，水平向活動料斗導軌(14)安裝在斜向活動料斗導軌(13)的滑塊上且與斜向活動料斗導軌(13)相互垂直，水平向活動料斗導軌(14)上安裝有滑塊(15)，水平向活動料斗導軌的滑塊固定在活動料斗框架的延長的傾斜面框上；斜向位移千斤頂導軌(11)安裝在第一副框架(1-2)的位移千斤頂安裝斜梁(1-6)上，斜向位移千斤頂導軌(11)上安裝有滑塊(15)，斜向位移千斤頂導軌與斜向活動料斗導軌(13)相互平行；水平向位移千斤頂導軌(12)安裝在活動料斗容納部(1-1-2)下方的下框架上，水平向位移千斤頂導軌(12)與水平向活動料斗導軌(14)相互平行，水平向千斤頂導軌(12)上安裝有滑塊(15)；

所述位移千斤頂(6)包括水平設置的位移千斤頂和垂直于水平面設置的位移千斤頂；水平設置的位移千斤頂的底部通過滑塊(15)安裝在斜向位移千斤頂導軌(11)上、頂部固定在活動料斗框架主體(4-1)的位移千斤頂安裝橫梁(4-4)上；垂直于水平面設置的位移千斤頂的底部通過滑塊(15)安裝在水平向位移千斤頂導軌(12)上、頂部通過支撐墊板與活動料斗的底板接觸；

所述圍壓加載系統包括為固定料斗(3)和活動料斗(4)內的圍巖材料提供模擬上覆地層壓力和水平構造應力的圍壓千斤頂(7)；圍壓千斤頂(7)的底部分別安裝在第二副框架、第三副框架、活動料斗框架的側框架、活動料斗框架的頂框架的圍壓千斤頂安裝橫梁(1-5)上，圍壓千斤頂(7)的頂部分別安裝有用于對裝載料斗中的圍巖材料施加圍壓的加壓板(7-1)；

位移千斤頂(6)和圍壓千斤頂(7)均與油泵(8)、輸油管(9)以及配電控制箱(10)配套使用。