[发明专利]模拟岩体三向应力蓄积的装置及方法

说明书

一种模拟岩体三向应力蓄积的装置及方法，它包括反力机构、受压盒、模拟盒、填充物和感应系统，通过在模拟盒内设置填充物，感应系统的应力片与填充物接触，模拟盒位于受压盒内，受压盒位于反力机构的反推板上与千斤顶抵触，通过充气机对受压盒内的梯形囊体充气，梯形囊体对模拟盒形成挤压，位于模拟盒内应力片将不同方位个感应力数据传输至处理器的显示屏上，再对模拟盒进行CT扫描观察模拟盒的塑性变形情况。本发明克服了原岩土工程因环境因素影响难以实地勘测的问题，具有结构简单，达到模拟岩体不同方位应力积蓄的变化情况，操作简单方便的特点。

技术领域

本发明属于岩体应力模拟测量技术领域，涉及一种模拟岩体三向应力蓄积的装置及方法。

背景技术

由于岩土工程的复杂性，环境因素，区域因素和外部因素的影响，导致岩土本身不确定的因素较多，复杂的地质状况导致岩土体的勘测很难实现，由于岩土环境因素和测量试验受限因素多，并且现存的各种模拟装置无法达到可调控侧限的能力进而导致实验操作不够方便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种模拟岩体三向应力蓄积的装置及方法,结构简单，采用在模拟盒内设置填充物，感应系统的应力片与填充物接触，模拟盒位于受压盒内，受压盒位于反力机构的反推板上与千斤顶抵触，充气机对受压盒内的梯形囊体充气，梯形囊体对模拟盒形成挤压，位于模拟盒内应力片将不同方位个感应力数据传输至处理器的显示屏上，再对模拟盒进行CT扫描观察模拟盒的塑性变形情况，达到模拟岩体不同方位应力积蓄的变化情况，操作简单方便。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种模拟岩体三向应力蓄积的装置，它包括反力机构、受压盒、模拟盒、填充物和感应系统；所述模拟盒位于受压盒内与梯形囊体接触，填充物位于模拟盒内，感应系统的应力片与填充物接触，模拟盒位于反力机构的顶反推板上与千斤顶抵触，模拟盒承受的应力由应力片感应后传输至处理器。

所述反力机构包括与反力框架连接的顶板和反推板，以及与顶板连接的千斤顶。

所述受压盒为中空矩形的盒体，位于上部设置盒盖，位于盒体内四角设置相互对称的隔板，每两个隔板之间设置梯形囊体，位于盒盖和盒体侧面设置筋板。

所述梯形囊体为正梯形结构的中空气囊，位于倾斜面上设置的气管与充气机连接。

所述模拟盒为中空封闭的盒体，由多个亚克力板与多个聚氨酯橡胶接头插接组成。

所述填充物包括隔层纸、膨胀水泥浆和云母片，膨胀水泥浆和云母片间隔布设，隔层纸位于膨胀水泥浆和云母片之间。

所述填充物水平填充于模拟盒内或呈倾斜状填充于模拟盒内。

所述应力片位于模拟盒底部水平布设或位于中心竖直或模拟盒一侧竖直布设与填充物接触。

所述感应系统包括与贴板贴合的应力片，以及与应力片电性连接的处理器。

如上所述的模拟岩体三向应力蓄积的装置的模拟方法，它包括如下步骤：

S1，安装感应系统，采用隔热胶带将贴板水平固定于模拟盒底部，或者竖直固定于模拟盒中心，或者竖直固定于模拟盒一侧，将多个应力片固定于贴板上，与应力片连接的数据线与处理器连接；

S2，填充，将膨胀水泥浆和云母片间隔填充到模拟盒内，膨胀水泥浆和云母片之间由隔层纸隔离；膨胀水泥浆和云母片呈水平状或倾斜状；将模拟盒顶部的亚克力板插入聚氨酯橡胶接头的槽口内封闭模拟盒；

S3，安装，将填充后的模拟盒置于受压盒中心，依次将多个梯形囊体插入两个隔板之间，梯形囊体截面较小的顶部与模拟盒一侧抵触；盒盖与受压盒上端配合密封；将密封后的受压盒放置于反力机构的反推板上；千斤顶的伸缩端伸展与盒盖抵触；

S4，模拟前，开启充气机向梯形囊体冲压，使梯形囊体膨胀成型，梯形囊体截面较小的一端侧面充分与模拟盒的侧面接触；闭合处理器的电源，使处理器显示屏上的数据处于归零状态；