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原文传递一种深部洞室开挖瞬态卸荷的模拟试验装置及试验方法

专利名称：	一种深部洞室开挖瞬态卸荷的模拟试验装置及试验方法
摘要：	本发明属于深部巷道围岩开挖瞬态卸荷模拟设备技术领域，公开了一种深部洞室开挖瞬态卸荷的模拟试验装置及试验方法，模拟高速率卸荷，对已开挖的地下洞室围岩模型产生大的振动和应变率，获取实际工程中的卸荷数据；进行二维卸荷，模拟深部岩体开挖瞬态卸荷的过程；通过搭载不同的传感器，分析深部岩体在应力瞬态卸荷松动条件下的力学过程。本发明针对以往洞室开挖的模型实验中，无法模拟高速率卸荷的不足，实现了已开挖的深部地下洞室围岩模型上荷载的快速卸除，使得已开挖的地下洞室围岩模型产生较大的振动和应变率，使实验更贴近实际工程，与实际工程中的卸荷情况更为相符，更具有研究价值及参考意义。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	武汉理工大学
发明人：	宋凯文;罗忆;李新平;黄俊红;王自旭
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-15T00:00:00+0800
申请号：	CN201910764411.0
公开号：	CN110455625A
代理机构：	北京金智普华知识产权代理有限公司
代理人：	杨采良
分类号：	G01N3/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	430070湖北省武汉市洪山区珞狮路205号
主权项：	1.一种深部洞室开挖瞬态卸荷的模拟试验方法，其特征在于，所述深部洞室开挖瞬态卸荷的模拟试验方法包括：模拟高速率卸荷，对已开挖的地下洞室围岩模型产生大的振动和应变率，获取实际工程中的卸荷数据；对获取的实际工程中的卸荷数据，进行二维卸荷，模拟深部岩体开挖应力瞬态卸荷的过程；通过搭载不同的传感器，分析深部岩体在所述应力瞬态卸荷松动条件下的力学过程。 2.如权利要求1所述的深部洞室开挖瞬态卸荷的模拟试验方法，其特征在于，所述深部洞室开挖瞬态卸荷的模拟试验方法具体包括：步骤一、制备试样并在试样中预制洞室，确保预制洞室的尺寸与支护板的尺寸相匹配；在试样模型内部根据实验具体需求，在试样适当的部位埋设监测传感器，并分别与控制计算机相连接；步骤二、将试样置于下加载板，并将侧加载板和上加载板贴合试样外表面，使各加载板共同包裹试样；步骤三、将支护板放置于试样中的预制洞室内，将中心控制块置于洞室中央电磁铁对侧，将外撑杆端顶住支护板内侧凹槽，调整内螺纹管使撑杆达到合适长度，即内撑杆端顶住中心控制块上的凹槽，逐一调整内螺纹管使各撑杆上应变片的测值相同；步骤四、计算机对加载板加载；步骤五、保持加载板上的压力为定值，对电磁铁通电，使中心控制块向电磁铁方向位移，各撑杆发生瞬态失稳；通过计算机实时监测、记录各传感器的数值。 3.一种如权利要求1所述深部洞室开挖瞬态卸荷的模拟试验方法的深部洞室开挖瞬态卸荷的模拟试验装置，其特征在于，所述深部洞室开挖瞬态卸荷的模拟试验装置包括试样；所述试样四周包裹有加载板，用于试验时由计算机控制给试样加初始应力；试样内开设有形状轮廓为圆柱形的预留洞室；所述预留洞室内安装有瞬态卸荷装置；瞬态卸荷装置前方安装有电磁铁支架，电磁铁支架固定的圆形电磁铁与瞬态卸荷装置中心控制正对。 4.如权利要求3所述的深部洞室开挖瞬态卸荷的模拟试验装置，其特征在于，所述试样由石膏材料制成；加载板由实心钢板制成。 5.如权利要求3所述的深部洞室开挖瞬态卸荷的模拟试验装置，其特征在于，所述瞬态卸荷装置中的八块圆弧形支护板贴合洞壁安装；支护板内侧中央留有凹槽，凹槽孔隙间距大于外撑杆杆端的球体；中心控制块为扁圆柱形的钢块，与支护板上相同的八个凹槽均匀分布在中心控制块的侧面；中心控制块和支护板之间用撑杆连接。 6.如权利要求5所述的深部洞室开挖瞬态卸荷的模拟试验装置，其特征在于，撑杆包括内撑杆，外撑杆和内螺纹管；内撑杆和外撑杆均为非磁性高强金属制成，一端附有外螺纹，另一端带有球体；内螺纹管连接内撑杆和外撑杆，并且利用内螺纹管调整撑杆的长度，还用于安装以及调整撑杆中的初始应力；应变片贴在内撑杆表面，用于对撑杆中的初始应力监测。 7.如权利要求3所述的深部洞室开挖瞬态卸荷的模拟试验装置，其特征在于，电磁铁同瞬态卸荷装置的中心控制块正对；通电后用于提供电磁引力，吸附中心控制模块，使得撑杆发生失稳，进行瞬态卸荷。 8.一种实现权利要求1所述深部洞室开挖瞬态卸荷的模拟试验方法的信息数据处理终端。 9.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1所述的深部洞室开挖瞬态卸荷的模拟试验方法。
所属类别：	发明专利