[发明专利]一种用于模拟深部岩体受力状态的承载架

说明书

技术领域

本发明涉及受力状态的模拟装置，尤其涉及一种用于模拟深部岩体受力状态的承载架。

背景技术

当前我国交通、水利水电、能源、矿山和军事防护都有涉及深部地下工程的问题，而深部岩体赋存在高应力环境中，在施工开挖卸荷扰动和爆炸地冲击扰动作用下，存在可能发生分区破裂、大变形、岩爆、工程性地震等灾害的风险。因此为防范上述灾害发生，国内外相关学者专家都在对深部岩体工程进行深入研究，模拟深部岩体受力状态。但目前的模拟仅限于高地应力模拟，略或高地应力和开挖扰动的模拟，未见能全部实现高地应力、开挖扰动和爆炸扰动（一高两扰动）的模拟装置的承载架。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能实现高地应力、开挖扰动和爆炸扰动模拟的一种模拟深部岩体受力状态的加载装置的承载架。

为实现上述目的，本发明的用于模拟深部岩体受力状态的承载架，具有柔性胶囊的矩形体形状的空腔，矩形体形状的岩体试件固定于该空腔中，所述岩体试件的每一侧面和与该侧面相对的空腔腔壁之间设有柔性胶囊，每一柔性胶囊上设有至少一个导管，高压液体通过该导管进入柔性胶囊内，对岩体试件加载，使岩体试件产生模拟的高地应力。

所述用于模拟深部岩体受力状态的承载架的进一步设计在于，所述承载架包括基座、承载框、底板、侧板和顶板；所述基座水平设置，所述承载框为跨骑在基座上的矩形体的框架，该承载框下端与基座连接，所述底板置于承载框所跨骑的基座上，并可在基座上滑动，四个所述侧板置于承载框的四个垂直侧面上，所述的顶板置于承载框的顶部，置于承载框上的顶板、侧板和底板的内侧面相互围拢成所述的空腔。

所述用于模拟深部岩体受力状态的承载架的进一步设计在于，所述侧板或顶板上设有引出孔，所述柔性胶囊上连接的导管由该引出孔引出。

所述用于模拟深部岩体受力状态的承载架的进一步设计在于，所述柔性胶囊上的导管设置与所述空腔腔壁相对一侧的侧面上。

所述用于模拟深部岩体受力状态的承载架的进一步设计在于，所述柔性胶囊上的第二操作孔包括钢管、第一圆环片、第二圆环片和封孔圆板，所述第一圆环片、第二圆环片上的孔和沿柔性胶囊厚度方向设置的孔与钢管外径相适配，第一圆环片、第二圆环片处于柔性胶内，钢管沿柔性胶囊厚度方向的孔穿套该柔性胶囊，并与处于钢管一端部的第一圆环片连接，第二圆环片与第一圆环间隔与胶囊厚度相适配的距离并与钢管连接，第一、第二圆环片分别胶囊上对应孔的内边界硫化密封联接；钢管的管孔上设置内螺纹，所述孔圆板圆周侧设有外螺纹，封孔圆板螺旋连接于钢管的管孔中。

所述用于模拟深部岩体受力状态的承载架的进一步设计在于，所述基座上设有导轨，底板的下侧面设有滚轮，底板通过滚轮在导轨上的滚动实现底板在基座上的滑动。

本发明的有益效果在于：1）采用柔性胶囊对试件加载，既能十分平稳均衡地对试件加力，很好地模拟深部岩体的高地应力状态，又能使加载机构结构简化；2）对柔性胶囊进行预留接口的设计，使之在对试件加载静态压力以模拟高地应力状态下进行开挖扰动试验，从而能更准确地模拟深部岩体的开挖，得到更准确可靠的试验数据。

附图说明

图1是本发明的承载架的结构示意图。

图2是承载架的结构示意图。

其中，基座1，承载框12，侧板13，顶板14，底板16，柔性胶囊2，导管21，爆炸载荷模拟发生器3，操作孔4，承载架5，钻具6。

具体实施方式

如图1、2，本发明的承载架具有矩形体形状的空腔，矩形体形状的岩体试件固定于该空腔中，所述岩体试件的每一侧面和与该侧面相对的空腔腔壁之间设有柔性胶囊2，每一柔性胶囊上设有至少一个导管21，高压液体通过该导管进入柔性胶囊内，对岩体试件加载，使岩体试件产生模拟的高地应力。