[实用新型]研究爆破对喷射混凝土-围岩界面强度影响的试验装置

说明书

一种研究爆破对喷射混凝土‑围岩界面强度影响的试验装置，包含振动台、剪切盒以及反力架，振动台上设置有实验试块固定槽，固定槽上设置有紧固装置，剪切盒下部和剪切盒上部的同一侧所形成的第一侧壁的内壁设有海绵；剪切盒上部的顶面及第一侧壁的内壁上设有木板层、钢珠层以及隔挡板层；在反力架与隔挡板层对应处开设有一个通孔，通孔的上、下端处分别设有弹簧，弹簧的一端固定在反力架上，另一端抵接剪切盒侧边的隔挡板层，弹簧处于压缩状态；反力架的外侧及剪切盒的顶部上方设有伺服压力机。本实用新型可以准确测量二元界面受爆破振动前后抗剪强度的变化规律，同时使试验试块受到爆破模拟荷载作用后减少了对试验试块的二次扰动，试验准确性高。

技术领域

本实用新型设计爆破工程领域，尤其涉及一种研究爆破对喷射混凝土-围岩界面强度影响的试验装置。

背景技术

近年来，铁路事业的发展对我国隧道工程起到了很大的推动作用。钻爆法作为山岭隧道常用的开挖手段，具有施工灵活、机动、适用性广等特点，但在带来巨大效益的同时，钻爆法对隧道施工也有诸多不利的影响。爆破产生的能量一部分用于隧道岩体的粉碎，另一部分也以应力波的形式传递给隧道围岩以及隧道内支护结构，导致一定程度上初期支护结构上的破坏，影响隧道后续的支护功能及使用时间。

目前，针对爆破对隧道内初期支护影响研究较多的是支护结构或新浇大体积混凝土在爆破振动作用下的安全判据，以及爆破振动对支护结构损伤程度的影响，但缺乏专门针对不同爆破荷载作用下喷射混凝土-围岩界面强度劣化规律定量的关系描述，及针对应力波穿过二元界面时的传播规律的研究也鲜有涉及。

基于此，针对爆破对隧道喷射混凝土的影响研究，选取所研究隧道不同围岩类型掌子面附近岩样，按照现场喷射混凝土施工同样的方法对岩样进行处理，开展爆破扰动作用下喷射混凝土-围岩二元界面动力响应模型实验研究，并揭示爆破扰动作用下围岩-喷射混凝土二元界面动力响应规律以及二元界面对于爆破振动应力波传播的影响规律，研究成果对于减少爆破应力波对隧道内支护结构及围岩损伤具有重大意义，同时对于隧道支护设计优化具理论支撑作用。

实用新型内容

本实用新型为解决其技术问题，针对现有技术中，针对不同爆破荷载作用下喷射混凝土-围岩界面强度劣化规律定量的关系描述，及针对应力波穿过二元界面时的传播规律的研究也鲜有涉及的技术缺陷，提供一种了研究爆破对喷射混凝土-围岩界面强度影响的试验装置。

根据本实用新型的其中一方面，本实用新型提供了一种研究爆破对喷射混凝土-围岩界面强度影响的试验装置包含：振动台、剪切盒以及反力架，振动台上设置有实验试块固定槽，固定槽上设置有实验试块紧固装置，剪切盒包含上下两个部分，剪切盒上部为下端开口的立方体，剪切盒下部为上、下端均开口的立方体，剪切盒下部和剪切盒上部的同一侧所形成的第一侧壁的内壁设有一层海绵，剪切盒下部放置于振动台台面上且围绕所述实验试块固定槽；使用时，实验试块下半部分为岩石，装在剪切盒下部，实验试块上半部分为喷射混凝土，剪切盒上部恰好盖住整个实验试块上半部分；

剪切盒上部在第一侧壁处的内壁上与海绵之间依次设有：木板层、由多个钢珠排成多行多列所形成的钢珠层以及隔挡板层；所述反力架竖直设置在振动台上，与所述第一侧壁间隔一定距离，在反力架与第一侧壁对应处均开设有一个通孔，用于穿过伺服压力机，使得所述伺服压力机的荷载能够加载到第一侧壁处的木板上；通孔的上、下端处分别设有弹簧，弹簧的一端固定在反力架上，另一端抵接第一侧壁，弹簧处于压缩状态；反力架的外侧设有所述伺服压力机。

进一步地，在本实用新型的试验装置中，所述剪切盒上部的顶面内侧面上也设有一层海绵，外侧面上由下至上依次设有隔挡板层、由多个钢珠排成多行多列所形成的钢珠层以及木板层，剪切盒的顶面的木板层上方设有另一伺服压力机。