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原文传递一种可模拟地下洞室和隧洞开挖卸荷及支护的三轴试验压力室

专利名称：	一种可模拟地下洞室和隧洞开挖卸荷及支护的三轴试验压力室
摘要：	一种可模拟地下洞室和隧洞开挖卸荷及支护的三轴试验压力室，包括三轴压力室本体，用于装放试样，并提供围压和轴压。内侧液压套筒，置于试样的内部孔道中,内侧液压套筒用于提供内侧可变化的围压,模拟开挖及加固过程中的应力变化。外侧液压套筒，置于试样的外侧，外侧液压套筒用于提供外侧围压,模拟地下岩体所处的地应力场。底座，与内侧液压套筒的接口对接，液压油从通过底座的进油口进入内侧液压套筒的接口，提供内侧可变化的围压。轴向位移传感器，位于三轴压力室本体顶部，轴向位移传感器用于测量三轴试验时的轴向变形。本发明用于模拟现场地下洞室和隧洞开挖的卸荷及支护情况，更加准确的掌握隧洞围岩在开挖卸荷及加固过程中的力学特性和破坏特征。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	三峡大学
发明人：	邓华锋;李涛;齐豫;熊雨;潘登;支永艳;段玲玲
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-10T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910285654.6
公开号：	CN110006742A
代理机构：	宜昌市三峡专利事务所
代理人：	吴思高
分类号：	G01N3/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	443002 湖北省宜昌市西陵区大学路8号
主权项：	1.一种可模拟地下洞室和隧洞开挖卸荷及支护的三轴试验压力室，其特征在于包括：三轴压力室本体(18)，用于装放试样(12)，并提供围压和轴压；内侧液压套筒(3)，置于试样(12)的内部孔道中,内侧液压套筒(3)用于提供内侧可变化的围压,模拟开挖及加固过程中的应力变化；外侧液压套筒(4)，置于试样(12)的外侧，外侧液压套筒(4)用于提供外侧围压,模拟地下岩体所处的地应力场；底座(7)，与内侧液压套筒(3)的接口(15)对接，液压油通过底座(7)的进油口(16)进入内侧液压套筒(3)的接口(15)，提供内侧可变化的围压；轴向位移传感器(2)，位于三轴压力室本体(18)顶部，轴向位移传感器(2)用于测量三轴试验时的轴向变形。 2.根据权利要求1所述一种可模拟地下洞室和隧洞开挖卸荷及支护的三轴试验压力室，其特征在于：所述内侧液压套筒(3)上端封闭、下端设有带有螺纹的内侧液压套筒接口(15)，所述内侧液压套筒接口(15)与底座(7)相对接，底座(7)与所述内侧液压套筒接口(15)相对接，底座(7)置于连接有轴向位移传感器(2)的固定杆(6)的底板(8)上。 3.根据权利要求1所述一种可模拟地下洞室和隧洞开挖卸荷及支护的三轴试验压力室，其特征在于：所述三轴压力室本体(18)包括顶板(1)，所述顶板(1)两翼伸出且下端有一圆柱状金属块与之相连，所述圆状金属块中间有一凹槽，且凹槽直径与内侧液压套筒(3)直径相同。 4.根据权利要求1所述一种可模拟地下洞室和隧洞开挖卸荷及支护的三轴试验压力室，其特征在于：所述顶板(1)下端的圆柱状金属块与试样(12)接触、且压于试样(12)之上，轴向位移传感器(2)与所述顶板(1)相接触。 5.根据权利要求1所述一种可模拟地下洞室和隧洞开挖卸荷及支护的三轴试验压力室，其特征在于：所述三轴压力室本体(18)包括带有螺纹的上旋盖(10)、下旋盖(10’)，所述旋盖能够通过旋转拧紧，用于固定三轴压力室本体(18)内部的试样(12)。 6.根据权利要求1所述一种可模拟地下洞室和隧洞开挖卸荷及支护的三轴试验压力室，其特征在于：所述三轴压力室本体(18)包括压力室侧壁(11)，外侧液压套筒(4)置于所述压力室侧壁(11)内，试样(12)置于所述外侧液压套筒(4)内。 7.根据权利要求1所述一种可模拟地下洞室和隧洞开挖卸荷及支护的三轴试验压力室，其特征在于：第一应变片(14)贴于试样(12)外部与外侧液压套筒(4)接触处，第二应变片(14’)贴于试样(12)内部与内侧液压套筒(3)接触处，用于测量试验时的环向变形。 8.根据权利要求1所述一种可模拟地下洞室和隧洞开挖卸荷及支护的三轴试验压力室，其特征在于：所述底座(7)为一带有螺纹接口凹槽的底座，螺纹接口与内侧液压套筒(3)的接口(15)对接，形成一个联通的区域，且底座(7)下部有进油口(16)，与液压油泵相连接。 9.根据权利要求1所述一种可模拟地下洞室和隧洞开挖卸荷及支护的三轴试验压力室，其特征在于：所述三轴压力室本体(18)的压力室侧壁(11)两端分别有排气阀(5)、压力室进油口(13)，压力室进油口(13)外接油管，油管与液压油泵相连接。 10.一种模拟地下洞室和隧洞开挖卸荷及支护的三轴试验方法，其特征在于：加载时用两套独立的侧向加载系统加载，使内外压力同步施加，即通过压力室进油口(13)和底座进油口(16)同时给外侧液压套筒(4)和内侧液压套筒(3)充油，使得外侧油压σ3和内侧油压σ'3同时达到初始应力值，其中σ3＝σ′3，即模拟了初始的地应力水平；通过内侧侧向加载系统逐渐减小σ'3至0MPa，且保持外侧油压σ3不变；在此过程中，通过轴向位移传感器(2)和应变片测得试样样的轴向变形和环向变形，研究应力与应变的关系，即可模拟现场地下洞室和隧洞的开挖卸荷过程；通过内侧侧向加载系统逐渐从0MPa开始增加σ″3，且保持外侧油压σ3不变，可以增加到与σ3大小相同，也可以增加到稍大于σ3或稍小于σ3；在此过程中，通过轴向位移传感器(2)和应变片测得试样的轴向变形和环向变形，研究应力与应变的关系，即可模拟现场地下洞室和隧洞开挖卸荷后的预应力加固、支护过程；通过内侧侧向加载系统时而增大σ'3，时而减小σ'3，且保持外侧油压σ3不变；持续增大与减小的时间和速率视使用者而定，在此过程中，通过轴向位移传感器(2)和应变片测得试样的轴向变形和环向变形，根据应力与应变的关系，即可模拟现场地下洞室和隧洞开挖卸荷后的扰动过程。
所属类别：	发明专利