[发明专利]一种TBM掘进辅助破岩的实验系统及试验方法

权利要求书

1.一种TBM掘进辅助破岩的实验系统，包括平台支架，其特征在于，还包括设置在平台支架上的热加载平台(6)，热加载平台(6)上设置有支撑平台导轨(4)和刀盘反力架(11)，刀盘反力架(11)上设置有刀盘装置(10)，可滑动支撑平台(1)底部通过可锁定滚动轮(3)设置在支撑平台导轨(4)上，可滑动支撑平台(1)为开口朝上的盒体，支撑平台导轨(4)位于刀盘装置(10)下方，可滑动支撑平台(1)底部设置有支撑平台预留孔(2)，支撑平台预留孔(2)通过支撑平台输氮管线与液氮罐(17)连接，支撑平台输氮管线上设置有支撑平台输氮控制阀门，热加载平台(6)上还设置有电磁波系统(8)和红外线测温仪(9)，电磁波系统(8)与导波器(16)连接，

刀盘装置(10)包括油缸(22)、用于监测油缸(22)油压的油压表(23)、设置在油缸(22)的活塞端的刀盘(27)、以及设置在油缸(22)上用于测量油缸(22)的活塞端的贯入度的刻度表(26)，油缸(22)上设置有进油管(24)和回油管(25)，进油管(24)和回油管(25)分别与刀盘油缸泵连接，

热加载平台(6)设置在平台支撑座上，热加载平台(6)上还设置有岩芯夹持器放置槽，热加载平台(6)上还设置有预留管槽(21)，预留管槽(21)一端与岩芯夹持器放置槽连通，预留管槽(21)另一端与平台支撑座的侧部的平台预留孔(7)连通，岩芯夹持器放置槽内放置有岩芯夹持器(14)，岩芯夹持器(14)的侧部设置有岩芯夹持器预留孔(15)，岩芯输氮管线一端依次贯穿平台预留孔(7)、预留管槽(21)后与岩芯夹持器预留孔(15)连通，岩芯输氮管线另一端与液氮罐(17)连接，岩芯输氮管线上设置有岩芯输氮控制阀门。

2.根据权利要求1所述的一种TBM掘进辅助破岩的实验系统，其特征在于，所述的预留管槽(21)与岩芯输氮管线之间填充有环氧密封结构胶。

3.利用权利要求1所述的TBM掘进辅助破岩的实验系统进行TBM掘进辅助破岩的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将岩石放置在可滑动支撑平台(1)上；

步骤2、将支撑平台输氮管线一端与液氮罐(17)连接，另一端与支撑平台预留孔(2)连接；

步骤3、调整导波器(16)的角度，使电磁波系统(8)出射的电磁波照射岩石的设定目标位置，调整红外线测温仪(9)的角度，使红外线测温仪(9)照射并测量岩石的设定目标位置的温度；

步骤4、调整电磁波系统(8)的电磁波功率，开启电磁波系统(8)及红外线测温仪(9)，待岩石的设定目标位置的温度加温到设定温度值后关闭电磁波系统(8)及红外线测温仪(9)，打开支撑平台输氮控制阀门，液氮通过支撑平台输氮管线进入可滑动支撑平台(1)内与岩石直接接触，到达设定时间后关闭支撑平台输氮控制阀门；

步骤5、滑动可滑动支撑平台(1)，将岩石推入到刀盘装置(10)下方；

步骤6、打开刀盘油缸泵，通过刻度表(26)测量贯入度，通过油压表(23)读取加载力，得到贯入度与加载力之间的关系，

步骤7、改变电磁波系统(8)的电磁波功率将岩石的设定目标位置的温度加温到新的设定温度值，重复步骤2～6，得到新的贯入度与加载力之间关系，

步骤8、将岩芯夹持器(14)放入岩芯夹持器放置槽中；

步骤9、将岩芯放入到岩芯夹持器(14)之中；将岩芯输氮管线一端与液氮罐(17)连接，另一端依次贯穿平台预留孔(7)、预留管槽(21)后与岩芯夹持器预留孔(15)连通；

步骤10、调节红外线测温仪(9)的角度，使红外线测温仪(9)发射的红外线照射到岩芯指定的部位，调整导波器(16)的角度，使电磁波系统(8)发出的电磁波束能覆盖整个岩芯；

步骤11、调整电磁波系统(8)的电磁波功率，打开电磁波系统(8)和红外线测温仪(9)，待岩芯温度达到目标温度后，关闭电磁波系统(8)，停止微波照射，并打开岩芯输氮控制阀门，并保证岩芯始终充分浸泡在液氮之中，

步骤12、到达设定时间后关闭岩芯输氮控制阀门，

步骤13、观察岩芯的表面裂纹状态，待岩芯自然恢复至常温后取出岩芯，

步骤14、将取出的岩芯进行物理力学性质实验。