[发明专利]瞬态卸荷装置和岩体瞬态卸荷模拟试验系统

说明书

本发明公开了瞬态卸荷装置和岩体瞬态卸荷模拟试验系统。瞬态卸荷装置中，弹性单元可弹性牵引第二导向单元沿第一导向单元移动；吸合单元可使两个卸荷模块上的第二导向单元相互靠近和远离；推进单元可沿第二导向单元移动，推进单元可锁定在第二导向单元上；撑架的两端分别与推进单元和撑板活动连接，两个卸荷模块上的撑板可相互挤压。有益效果：推进单元可通过撑架带动两个卸荷模块上的撑架相互挤压，从而使各个加载组件张开，并使各个撑板可在节理围岩模型的洞室内侧施加载荷。吸合单元和弹性单元使两个卸荷模块上的第二导向单元可在相互靠近的状态下瞬间释放，从而使各个撑板可实现瞬态卸荷。本发明涉及岩体载荷试验设备。

技术领域

本发明涉及岩体载荷试验设备，特别涉及瞬态卸荷装置和岩体瞬态卸荷模拟试验系统。

背景技术

节理，也称为裂隙，是岩体受力断裂后两侧岩块没有显著位移的小型断裂构造。

围岩，是指在岩石地下工程中由于受开挖影响而发生应力状态改变的周围岩体。

在岩体爆破开挖过程中会导致节理围岩发生地应力瞬态卸荷效应。地应力的瞬态卸荷进而引起节理围岩发生张开滑移现象，将带来地下洞室发生严重的节理围岩稳定和松动变形控制难题。

对于深埋地下洞室岩体爆破开挖瞬态卸荷现象的研究，除了理论分析和数值模拟之外，还有大量的室内开挖卸荷试验。

现有的模拟开挖卸荷的试验系统的技术缺陷在于：卸荷速率较慢，无法对深埋地下洞室开挖荷载进行快速的卸除，导致卸荷发生时的应变率较低，与实际工程中岩体开挖瞬态卸荷情况不符；对节理围岩模型的设计不够准确，无法模拟不同形态节理围岩在瞬态卸荷作用下的松动变形状态。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种能在节理围岩模型的洞室内侧施加载荷、并能够瞬间卸荷的瞬态卸荷装置和岩体瞬态卸荷模拟试验系统。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

瞬态卸荷装置，包括两个卸荷模块，卸荷模块包括：

导向组件，导向组件包括第一导向单元和第二导向单元；

弹性单元，弹性单元可弹性牵引第二导向单元沿第一导向单元移动；

吸合单元，吸合单元可使两个卸荷模块上的第二导向单元相互靠近和远离；

推进单元，推进单元可沿第二导向单元移动，推进单元可锁定在第二导向单元上；

若干加载组件，加载组件包括撑架和撑板，撑架的两端分别与推进单元和撑板活动连接，两个卸荷模块上的撑板可相互挤压。

上述瞬态卸荷装置至少具有以下有益效果：

两个卸荷模块对称布置，推进单元可通过撑架带动两个卸荷模块上的撑架相互挤压，从而使各个加载组件张开，并使各个撑板可在节理围岩模型的洞室内侧施加载荷。吸合单元和弹性单元使两个卸荷模块上的第二导向单元可在相互靠近的状态下瞬间释放，从而使各个撑板可实现瞬态卸荷。

在本发明的一种可能的实施方式中，两个卸荷模块镜像对称布置。两个卸荷模块镜向对称布置，可使各个撑板相互挤压并张开，从而使各个加载组件可在节理围岩模型的洞室的内侧形成扩张趋势，进而为洞室的内侧施加载荷。

在本发明的一种可能的实施方式中，各个加载组件在推进单元的周围周向阵列布置。加载组件在推进单元的周围周向阵列布置，使各个撑架和撑板可呈辐射状展开和收拢，从而使各个撑板可在节理围岩模型的洞室的内侧均匀地施加载荷。