[发明专利]一种节理岩体在不同围压下开挖瞬态卸荷松动模拟系统

权利要求书

1.一种节理岩体在不同围压下开挖瞬态卸荷松动模拟系统，其特征在于：包括加载系统(29)、加载装置支撑台(25)、杠杆(15)、杠杆支撑(14)、过渡块(17)、过渡块垫盒(26)、带圆槽的实验台(27)、一端封闭的钢铁圆管(23)、空压机(38)、设置有位移刻度标记的120°弧形混凝土柱(24)、弧形气囊(20)、节理岩体模型(18)和监测系统；

加载系统(29)设置在加载装置支撑台(25)上，过渡块垫盒(26)位于加载装置支撑台(25)与带圆槽的实验台(27)之间，一端封闭的钢铁圆管(23)设置在带圆槽的实验台(27)上；

监测系统包括设置在实验台(27)外部的高速摄影仪(31)和计算机(37)，设置在节理岩体模型(18)表面的应变计及与其连接的动态应变仪(32)、振动传感器及与其连接的振动信号采集器(33)、压力传感器及与其连接的动态信号采集仪(36)，设置在节理岩体模型(18)内部的加速度传感器及与其连接的加速度信号采集器(34)、位移传感器及与其连接的位移信号采集器(35)，高速摄影仪(31)、动态应变仪(32)、振动信号采集器(33)、动态信号采集仪(36)、加速度信号采集器(34)、位移信号采集器(35)均与计算机(37)相连；

加载系统(29)包括液压缸、带螺纹的圆形钢条(11)、吸盘式电磁铁(12)、承拉铁块(13)；

弧形气囊(20)位于节理岩体模型(18)上，弧形气囊(20)上设有排气孔(21)、打气孔(22)，打气孔(22)由进气管与空压机(38)相连，排气孔(21)与排气管相连，排气管上设有电控放气阀门(39)；

过渡块(17)的一端位于钢铁圆管(23)的另一端开口处并与节理岩体模型(18)相接触，杠杆(15)固定在杠杆支撑(14)上，杠杆支撑(14)固定在过渡块垫盒(26)上，杠杆(15)的一端插入过渡块(17)另一端的孔中，杠杆(15)的另一端上固定有承拉铁块(13)；承拉铁块(13)的另一侧设有吸盘式电磁铁(12)，吸盘式电磁铁(12)与带螺纹的圆形钢条(11)的一端相连，带螺纹的圆形钢条(11)的另一端与加载系统(29)的活塞(7)相连；

节理岩体模型(18)位于一端封闭的钢铁圆管(23)内，并位于设置有位移刻度标记的120°弧形混凝土柱(24)上；一端封闭的钢铁圆管(23)的内弧半径与弧形混凝土柱(24)的外弧半径一致，弧形混凝土柱(24)的内弧半径与节理岩体模型(18)的半径一致，弧形混凝土柱(24)内弧上设置有位移刻度标记；弧形气囊(20)的外弧半径与一端封闭的钢铁圆管(23)的内弧半径一致。

2.根据权利要求1所述的一种节理岩体在不同围压下开挖瞬态卸荷松动模拟系统，其特征在于：将弧形气囊(20)充满气体后，气囊(20)与弧形混凝土柱(24)组成一个内直径50mm、外直径150mm的圆环柱。

3.根据权利要求1所述的一种节理岩体在不同围压下开挖瞬态卸荷松动模拟系统，其特征在于：在一端封闭的钢铁圆管(23)内部左上边和右上边分别等距布置5个弧形气囊(20)。

4.根据权利要求1所述的一种节理岩体在不同围压下开挖瞬态卸荷松动模拟系统，其特征在于：节理岩体模型为：完整节理岩体模型、单节理岩体模型或/和多节理岩体模型，采用石膏制成；以设置有位移刻度标记的120°弧形混凝土柱(24)上表面设置有槽尺寸长490mm、半径25mm的弧为例，与该尺寸槽相适配的节理岩体模型(18)的半径也为25mm，其中，完整节理岩体模型尺寸为长500mm、半径25mm的圆柱体；单节理岩体模型可以为1个长450mm、半径25mm的圆柱体和1个长50mm、半径25mm的圆柱体；多节理岩体模型可以为1个长250mm、半径25mm的圆柱体和5个长50mm、半径25mm的圆柱体组成。

5.根据权利要求1所述的一种节理岩体在不同围压下开挖瞬态卸荷松动模拟系统，其特征在于：过渡块(17)采用钢铁制成，形状为一端有两个对称圆柱孔的圆柱体，其另一端与圆柱形的节理岩体模型的尺寸相适配。