[发明专利]围岩或土作用下的真三轴渗流试验装置和试验方法

说明书

本发明提供一种围岩(土)共同作用下的真三轴渗流试验装置，所述试验装置包括：机架、承压端头板、伺服温度控制系统、应力变形数据采集处理系统、伺服控制加载系统、伺服液压系统、伺服渗流加载系统和无线声发射数据采集处理系统，试验方法包括：模型制作、待测试件加载前的准备、围岩(土)作用下真三轴渗流试验操作过程、真三轴渗流试验关闭程序，本发明通过在地下结构外侧设置围岩(土)结构，模拟地下结构的真实受力，对六个承压端头板施加不同的应力，并控制不同方向承压渗流水的流量和压力，再通过多个控制系统协同作用，得到地下结构在围岩(土)共同作用下的真实受力数据，能够对地下结构的设计和施工提供科学依据。

技术领域

本发明属于岩体力学与工程技术领域，具体涉及一种围岩或土作用下的真三轴渗流试验装置和试验方法。

背景技术

我国地下空间开发已进入高速发展阶段，地下结构与围岩或土之间是相互接触共同承受外力作用的，地下结构在围岩或土的作用下，受力状态也更加复杂，尤其是地下结构还要受到承压地下水渗流的影响，因此对地下结构进行科学合理的分析和评估非常重要，进而获得围岩或土作用下地下结构的真实应力状态和强度的变化规律，为地下结构的设计和施工提供科学依据，确保工程的安全和稳定。

然而，现有室内试验研究过程中通常是针对地下结构单方面开展的，并没有考虑与围岩或土共同作用情况下围岩或土对结构的影响。此外，目前进行最多的是单轴试验或常规三轴试验，试验结果并不能真实反应地下结构所处工程环境的真实受力情况，并且地下工程受到承压地下水渗流影响大，不同参数下的地下水流量和压力对地下结构的影响不同。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种围岩或土作用下的真三轴渗流试验装置和试验方法，以解决目前室内试验在对地下结构进行模拟受力分析时没有考虑围岩或土作用对地下结构的影响，以及未能反映地下结构所受承压地下水渗流影响下的真实受力情况。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种围岩或土作用下的真三轴渗流试验装置，所述试验装置包括：

机架，所述机架包括多个立柱，多个所述立柱形成立体井字形结构，所述机架起支撑和固定作用；

承压端头板，所述承压端头板设置在所述机架内部，所述承压端头板包括左、右、前、后、上、下承压端头板，六个所述承压端头板紧密配合，形成加载仓；在所述加载仓内放置待测试件和围岩或土，所述围岩或土均匀分布在所述待测试件的外侧壁和所述承压端头板之间的空间区域内；所述左、右、前、后、上承压端头板内均设有渗流进水导管，所述下承压端头板内设有出水导管；六个所述承压端头板外侧设有温度室，所述温度室将所述承压端头板包围，即六个所述承压端头板形成的所述加载仓位于所述温度室内，所述温度室内温度可调控，所述温度室固定在所述立柱上；

伺服温度控制系统，所述伺服温度控制系统用于实时控制所述温度室内温度，通过调节所述温度室内温度变化从而达到设计试验条件；

应力变形数据采集处理系统，所述应力变形数据采集处理系统用于对压力和位移数据进行接收和处理；所述应力变形数据采集处理系统与压力传感器和位移传感器相连，所述压力传感器分别分布在所述左、右、前、后、上承压端头板外侧壁上，所述压力传感器用于准确控制相应的施加在承压端头板上的压力；所述位移传感器分布在六个所述承压端头板外侧壁上，用于接收压力引起的位移信号或者控制位移移动的距离；

伺服控制加载系统，所述伺服控制加载系统与所述承压端头板连接，通过所述应力变形数据采集处理系统反馈的数据，根据设定的加载方式对所述承压端头板进行伺服加载；

伺服液压系统，所述伺服液压系统与所述伺服控制加载系统连接，用于为所述试验装置提供动力；