[发明专利]硐室岩壁脆剪过渡式破坏模拟仪

权利要求书

1.一种硐室岩壁脆剪过渡式破坏模拟仪，其特征在于：包括前腹板（1）、左腹板（2）、四孔腹板（3）、半窗腹板（4）、全窗腹板（5）、后腹板（7）和底座（6），前腹板（1）有一个观察窗，观察窗上有两个预留孔，预留孔用于观察试样表面破坏现象和安装传感器；四孔腹板（3）、半窗腹板（4）、全窗腹板（5）共同组成匹配腹板；破坏模拟仪内部除相邻匹配腹板的垫板为玻璃垫板（9）外，左侧和后侧垫板均为带孔普通钢性垫板（11）；左腹板（2）内侧为一对楔形板（8），用于调整适应试样（10）尺寸；左腹板（2）和匹配腹板通过高强度螺栓（12）与前腹板（1）和后腹板（7）连接，置于底座（6）上；玻璃垫板（9）外依次设置四孔腹板（3）、半窗腹板（4）和全窗腹板（5），所述试样（10）长度方向上尺寸小于模拟仪内部空腔长度；

所述匹配腹板为声发射和激光散斑技术匹配型腹板；所述相邻匹配腹板的玻璃垫板（9）为玻璃钢垫板，参数如下：抗压强度为310.3MPa，拉伸强度551.6Mpa，弯曲强度689.5MPa，弹性模量为21GPa，弯曲模量34.48GPa。

2.根据权利要求1所述的硐室岩壁脆剪过渡式破坏模拟仪，其特征在于：所述后腹板（7）和左腹板（2）均为带孔腹板。

3.根据权利要求1所述的硐室岩壁脆剪过渡式破坏模拟仪，其特征在于：该模拟仪采用的材料为调质处理后的45号钢，参数如下：含碳量0.42~0.50%，密度为7.85g/cm³，抗拉强度不小于700Mpa，屈服强度不小于355Mpa，伸长率≥16%，弹性模量210GPa，泊松比0.269。

4.根据权利要求1所述的硐室岩壁脆剪过渡式破坏模拟仪，其特征在于：所述左腹板（2）和匹配腹板与前腹板（1）和后腹板（7）采用10个22mm口径的12.9级强度内六角高强度螺栓（12）连接，抗拉强度为1220MPa。

5.根据权利要求1所述的硐室岩壁脆剪过渡式破坏模拟仪，其特征在于：所述一对楔形板（8）在正常贴合下上楔形板高出腹板5mm，上楔形板下部高出底座5mm，楔形板（8）带有四个直径为5mm的圆孔用作声发射探头安装；在完成安装后，对上楔形板进行轻敲确保内侧垫板与试样紧密接触。

6.根据权利要求1所述的硐室岩壁脆剪过渡式破坏模拟仪，其特征在于：所述前腹板（1）观察窗高度比试样小10mm。

7.根据权利要求1所述的硐室岩壁脆剪过渡式破坏模拟仪，其特征在于：该模拟仪测量岩石强度200MPa以下的岩石，该模拟仪采用了4种技术实现对试样的定位测量：内窥激光散斑技术、LVDT技术、数字图像技术和声发射技术。

8.根据权利要求1所述的硐室岩壁脆剪过渡式破坏模拟仪，其特征在于：所述试样的纵向位移由线性可变差动传感器测量；内窥激光散斑技术用于钻孔内窥测量进行试样内部破裂观察，内窥激光散斑技术所用仪器光源线宽≤30MHz，中心波长532nm，测量头采用硬管内窥镜探头，相机像素≥500万，能够测量直径为40mm、深度为200mm以内的深孔孔壁的面内变形，测量分辨率≥200nm。