[發(fā)明專利]三向應(yīng)力加載裂隙巖體劈裂-滲透注漿試驗(yàn)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010532874.7
• 申請(qǐng)日: 2020-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN111638171B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓立軍;朱合軒;董立恒;孟慶彬;田茂霖;孟令東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08;G01N3/12;G01N23/046;G01N3/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

1.一種三向應(yīng)力加載裂隙巖體劈裂-滲透注漿試驗(yàn)裝置，其特征在于：包括三維加載框（1），第一主應(yīng)力加壓裝置（45）、第二主應(yīng)力加壓裝置（3）、第三主應(yīng)力加壓裝置（4）、注漿裝置（46）和應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（41）；

所述第一主應(yīng)力加壓裝置（45）包括第一主應(yīng)力加壓液囊（44）和液囊加壓裝置（6），第二主應(yīng)力加壓裝置（3）包括第二主應(yīng)力加壓液囊（32）和液囊加壓裝置（6），第三主應(yīng)力加壓裝置（4）包括第三主應(yīng)力加壓液囊（33）和液囊加壓裝置（6），三維加載框（1）為矩形鋼板組成的金屬箱體結(jié)構(gòu)，三維加載框（1）的前面、右面、上面鋼板上開有進(jìn)水孔，后面鋼板開有注漿孔（39）；三維加載框（1）內(nèi)設(shè)有裂隙巖體（36），第一主應(yīng)力加壓液囊（44）、第二主應(yīng)力加壓液囊（32）和第三主應(yīng)力加壓液囊（33）分別設(shè)置在裂隙巖體（36）與三維加載框（1）之間，其中第一主應(yīng)力加壓液囊（44）設(shè)置在裂隙巖體（36）的頂面，第二主應(yīng)力加壓液囊（32）設(shè)置在裂隙巖體（36）的右面，第三主應(yīng)力加壓液囊（33）設(shè)置在裂隙巖體（36）的前面；其中第一主應(yīng)力加壓液囊（44）與裂隙巖體（36）的頂面之間設(shè)有第一主應(yīng)力加載板（5），第一主應(yīng)力加載板（5）邊緣設(shè)有密封圈（38），第二主應(yīng)力加壓液囊（32）與裂隙巖體（36）的右面之間設(shè)有側(cè)壓隔離伸縮板（2）；

所述的液囊加壓裝置（6）包括法蘭頂板（8），閥門（9），手動(dòng)加壓泵（10），減壓閥（11），注水管道（12）和注水管（13），三維加載框（1）的前面、右面、上面鋼板上的進(jìn)水口外側(cè)上均通過法蘭頂板（8）設(shè)有注水管道（12），注水管道（12）通過進(jìn)水口與三維加載框（1）內(nèi)的加壓液囊內(nèi)連接，法蘭頂板（8）與三維加載框（1）之間設(shè)有膠皮墊片（7），注水管（13） 利用注水管道（12）依次與減壓閥（11）、閥門（9）和手動(dòng)加壓泵（10）連接；

所述的注漿裝置（46）包括注漿管（14）、出漿孔（15）、膠皮防水小墊片（16）、膠皮防水大墊片（17）、注漿管加固螺母（18）、螺紋（19）、壓力變送器（20）、無紙記錄儀（21）、流量計(jì)（22）、手動(dòng)注漿泵（23）、閥門（9）、注漿管道（34）、注漿管堵頭（37），注漿管（14）從三維加載框（1）后面的鋼板上設(shè)置的注漿孔（39）深入裂隙巖體（36），注漿管（14）穿過三維加載框（1）的鋼板內(nèi)側(cè)設(shè)有注漿管堵頭（37）并深入到裂隙巖體（36）中心，從裂隙巖體（36）的裂隙間打孔深插入到裂隙巖體（36）的一半，保證注漿孔（39）在裂隙巖體中心，外側(cè)設(shè)有注漿管加固螺母（18），并使用注漿管堵頭（37）和注漿管加固螺母（18）固定在三維加載框的鋼板上并依次墊有膠皮防水小墊片（16）與膠皮防水大墊片（17），注漿管（14）通過螺紋（19）通過注漿管道（34）與手動(dòng)注漿泵（23）連接，注漿管道（34）的兩端上設(shè)有多個(gè)閥門（9），注漿管道（34）中間設(shè)有壓力變送器（20）和流量計(jì)（22），壓力變送器（20）通過線路與無紙記錄儀（21）相連接；

所述應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（41）包括多個(gè)壓力盒（40）、數(shù)據(jù)處理器（43）和電腦（42），所述多個(gè)壓力盒（40）分別安裝于在三維加載框下面、左面、后面的鋼板上及第一主應(yīng)力加載板上面，壓力盒（40）檢測(cè)面緊貼裂隙巖體（36）；

所述側(cè)壓隔離伸縮板（2）包括伸縮硬膠皮墊板（24）、隔離板頂板（25）、隔離板中板（31）、隔離板底板（26）、支柱（27）、支柱活動(dòng)空間（28）、活動(dòng)板（29）、隔離板中板活動(dòng)空間（35）、活動(dòng)空間內(nèi)彈簧（30）；所述隔離板頂板（25）設(shè)置在上方，隔離板底板（26）設(shè)置在下方，多個(gè)隔離板中板（31）設(shè)置在隔離板頂板（25）和隔離板底板（26）中間，其中隔離板頂板（25）下方內(nèi)部設(shè)有凹形結(jié)構(gòu)，隔離板中板（31）頂部設(shè)有與隔離板頂板（25）凹形結(jié)構(gòu)匹配的活動(dòng)板（29），隔離板中板（31）底部設(shè)有與活動(dòng)板（29）匹配的凹形結(jié)構(gòu)，隔離板底板（26）底部為平面的頂部為與隔離板頂板（25）底部凹形結(jié)構(gòu)匹配的活動(dòng)板（29）；隔離板底板（26）頂部設(shè)有多根支柱（27），支柱（27）貫穿多個(gè)上下連接的隔離板中板（31），多根支柱（27）的頂部從隔離板頂板（25）底部插入，并在隔離板頂板（25）內(nèi)留有作為余量的支柱活動(dòng)空間（28），隔離板中板底（24）的活動(dòng)板（29）前后分別設(shè)有等長的伸縮硬膠皮墊板（24），活動(dòng)板（29）頂部與凹形結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)底部之間留有隔離板中板活動(dòng)空間（35），隔離板中板活動(dòng)空間（35）內(nèi)等間距設(shè)有活動(dòng)空間內(nèi)彈簧（30）。