[发明专利]不同埋深、不同构造应力下跨断层隧巷道的力学行为特征模拟测试装置及测试方法

权利要求书

1.不同埋深、不同构造应力下跨断层隧巷道的力学行为特征模拟测试装置，包括支撑框架(1)、装载料斗、导轨、滑块、双向动力系统，所述支撑框架(1)包括主框架(1-1)、第一副框架(1-2)、第二副框架(1-3)，主框架(1-1)由上框架和用于支撑上框架的下框架组成，上框架为内腔中空的长方体框架，其特征在于，还包括第三副框架(1-4)和围压加载系统；

所述主框架(1-1)的上框架上设有贯穿前、后两个侧面以及顶面和底面的斜切面框(2)，斜切面框(2)由分别与上框架的顶面框条和底面框条垂直且相交的两根横梁，以及分别与上框架的前侧面框条和后侧面框条以一定夹角相交的两根斜梁构成，斜切面框(2)将上框架(1-1)分为活动料斗容纳部(1-1-2)和包含斜切面框的固定料斗安装部(1-1-1)；活动料斗容纳部(1-1-2)对应的上框架(1-1)的前侧面顶部为无框条设置，形成供活动料斗(4)水平移动时通过的缺口；第一副框架(1-2)固定在活动料斗容纳部(1-1-2)的后侧面，第二副框架(1-3)固定在固定料斗安装部(1-1-1)的前侧面，为与该前侧面形状匹配的直角梯形体框架；第二副框架(1-3)的倾斜面框与主框架的斜切面框(2)平齐，共同构成延长的斜切面框；第三副框架(1-4)固定于固定料斗安装部(1-1-1)的顶面，为与该顶面形状匹配的长方体框架；第二副框架(1-3)的前侧面、第三副框架(1-4)的顶面均设有围压千斤顶安装横梁(1-5)，第一副框架(1-2)的后侧面设有与斜切面框(2)的斜梁相互平行的位移千斤顶安装斜梁(1-6)；

所述装载料斗包括固定料斗(3)和活动料斗(4)；固定料斗(3)由一个矩形底板、一个矩形侧板和一个直角梯形侧板安装在上框架的固定料斗安装部的对应面构成，固定料斗安装部(1-1-1)的斜切面框对应面、顶面和前侧面保持开放；活动料斗(4)由活动料斗框架、一个矩形底板、一个矩形侧板和一个直角梯形侧板构成，活动料斗框架由内腔中空的与主框架中上框架的活动料斗容纳部(1-1-2)形状匹配的活动料斗框架主体(4-1)，以及侧框架(4-2)和顶框架(4-3)构成；活动料斗框架主体(4-1)为倒直角梯形体，活动料斗框架主体的倾斜面框与固定料斗安装部(1-1-1)的斜切面框相互平行，侧框架(4-2)固定在活动料斗框架主体(4-1)的前侧面，为与该前侧面形状匹配的倒直角梯形体框架，侧框架的倾斜面框与活动料斗框架主体的倾斜面框平齐，形成延长的倾斜面框，该延长的倾斜面框与支撑框架中固定料斗安装部(1-1-1)与第二副框架(1-3)形成的延长的斜切面框大小相同且相互平行，顶框架(4-3)固定在活动料斗框架主体(4-1)的顶面，为与该顶面形状匹配的长方体框架；活动料斗的底板和侧板形状对应地安装在活动料斗框架主体的底面和侧面，活动料斗框架主体的前侧面、倾斜面和顶面开放；活动料斗框架主体(4-1)的后侧面上设有位移千斤顶安装横梁(4-4)，顶框架(4-3)的顶面和侧框架(4-2)的前侧面设有围压千斤顶安装横梁(1-5)；固定料斗和活动料斗的矩形侧板上设有衬砌模型放入口(5)；

所述双向动力系统包括为活动料斗的水平移动和纵向移动提供动力的位移千斤顶(6)；

所述导轨包括活动料斗导轨、斜向位移千斤顶导轨(11)和水平向位移千斤顶导轨(12)；活动料斗导轨包括两根相互平行的斜向活动料斗导轨(13)和两根相互平行的水平向活动料斗导轨(14)；斜向活动料斗导轨(13)分别安装在主框架与第二副框架形成的延长的斜切面框的两根斜梁上，斜向活动料斗导轨(13)上安装有滑块(15)，水平向活动料斗导轨(14)安装在斜向活动料斗导轨(13)的滑块上且与斜向活动料斗导轨(13)相互垂直，水平向活动料斗导轨(14)上安装有滑块(15)，水平向活动料斗导轨的滑块固定在活动料斗框架的延长的倾斜面框上；斜向位移千斤顶导轨(11)安装在第一副框架(1-2)的位移千斤顶安装斜梁(1-6)上，斜向位移千斤顶导轨(11)上安装有滑块(15)，斜向位移千斤顶导轨与斜向活动料斗导轨(13)相互平行；水平向位移千斤顶导轨(12)安装在活动料斗容纳部(1-1-2)下方的下框架上，水平向位移千斤顶导轨(12)与水平向活动料斗导轨(14)相互平行，水平向千斤顶导轨(12)上安装有滑块(15)；

所述位移千斤顶(6)包括水平设置的位移千斤顶和垂直于水平面设置的位移千斤顶；水平设置的位移千斤顶的底部通过滑块(15)安装在斜向位移千斤顶导轨(11)上、顶部固定在活动料斗框架主体(4-1)的位移千斤顶安装横梁(4-4)上；垂直于水平面设置的位移千斤顶的底部通过滑块(15)安装在水平向位移千斤顶导轨(12)上、顶部通过支撑垫板与活动料斗的底板接触；

所述围压加载系统包括为固定料斗(3)和活动料斗(4)内的围岩材料提供模拟上覆地层压力和水平构造应力的围压千斤顶(7)；围压千斤顶(7)的底部分别安装在第二副框架、第三副框架、活动料斗框架的侧框架、活动料斗框架的顶框架的围压千斤顶安装横梁(1-5)上，围压千斤顶(7)的顶部分别安装有用于对装载料斗中的围岩材料施加围压的加压板(7-1)；

位移千斤顶(6)和围压千斤顶(7)均与油泵(8)、输油管(9)以及配电控制箱(10)配套使用。