[实用新型]现场伺服控制岩体真三轴试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种岩体力学试验设备，尤其涉及一种利用地下洞室开展现场大尺寸、高应力岩体真三轴试验的装置。

背景技术

由于大型地下洞群的规模逐渐增大，所处的地下地质环境条件也愈加复杂。因此，存在深埋、高地应力条件下，洞群围岩的稳定性状况、破坏形态和破坏机制等问题。现场岩体力学试验是解决这类问题的主要研究方法。

当前主要采用直剪试验获取现场岩体强度，直剪试验需要预设剪切面，试验结果只能反映剪切面强度，无法揭示岩体综合强度，直剪试验只能与Mohr-Coulomb等少数强度准则配套，不能考虑中间主应力影响。开展现场岩体三轴试验是了解岩体综合强度的有效途径。从参考文献可知，长江科学院于1972年在葛洲坝开展了现场岩体三轴试验，中科院武汉岩土力学研究所针对国投新集煤矿区软岩，开展了现场岩体三轴蠕变试验，日本电力工业研究中心利用其自行研制的设备，针对凝灰岩开展了等围压三轴试验。

以往三轴试验岩体试样尺寸小，无法揭示岩体综合强度，与工程岩体实际综合状况相距较大，尺寸效应明显。

如要开展现场大尺寸岩体试验，需要大吨位千斤顶给试样加载提供轴压，从而也需要较大反力承载，现有试验台架的刚度和出力水平难以满足要求。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种利用地下洞室现场大尺寸岩体试样，大吨位千斤顶加载提供高轴压，且由现场岩体提供轴压反力，适用于复杂应力条件的岩体真三轴试验设备，可独立加载伺服控制，获得准确的岩体综合强度。

本实用新型解决其技术问题采用以下技术方案：一种现场伺服控制岩体真三轴试验装置，包括轴压加载系统、围压加载系统、测量及采集控制系统，主要是在地下洞室现场柱状岩体试样顶面平置钢板，钢板上均布设置至少二个或二个以上千斤顶，每个千斤顶上平置钢板，钢板上设置传力柱，传力柱上顶洞室岩体面，传力柱与洞室岩体面由钢板隔置，柱状岩体试样尺寸范围：长30cm至100cm，宽30cm至100cm，高60cm至150cm，测杆一端设置在柱状岩体试样顶面中心内，测杆另一端穿过钢板孔接测量及采集控制系统，千斤顶接轴压加载伺服控制系统。

而且，轴压加载伺服控制系统为计算机接转换器EDC，转换器EDC接伺服阀，伺服阀一端接油源，另一端接增压器，增压器接千斤顶。

而且，千斤顶对柱状岩体试样顶面加载最高轴压120MPa。

而且，测量及采集控制系统为测杆接轴向变形测表，轴向变形测表接入计算机。

本实用新型与现有技术相比还具有以下的主要优点：

1、利用现场岩体做成柱状大尺寸试样，多个大吨位千斤顶加载轴压，克服试验台架的刚度和出力问题，现场岩体大尺寸试样试验全面揭示岩体综合强度，避免样品尺寸小与工程岩体相距较大而产生的尺寸效应。

2、由于在柱状大尺寸试样顶面上设多个大吨位千斤顶加载轴压，通过传力柱将千斤顶的荷载传递给上部洞室岩体面，充分利用地下洞室现场岩体承载，产生较大反力，达到柱状大尺寸试样的轴压加载目的。

3、千斤顶对柱状岩体试样施加轴压，千斤顶接轴压加载伺服控制系统，可以独立控制柱状岩体试样的轴压，由于接入伺服阀，控制增压器可以试验不同轴压加载，揭示岩体综合强度。

4、测量及采集控制系统由测杆接变形测表，并接入计算机，从而使测量与采集试验数据由计算机控制，使采集试验数据实时、精确。

5、柱状岩体试样尺寸范围：长30cm至100cm，宽30cm至100cm，高60cm至150cm，利用地下洞室岩体现场可以提供一定范围内变化的样品尺寸，扩大了试验仪器使用范围，适用范围更广泛。

附图说明

图1是本实用新型现场伺服控制岩体真三轴试验装置示意图。

1.洞室岩体面，2、2′、2″.钢垫板，2-1.钢板孔，3.传力柱，4.千斤顶，5.油管，6.反力框架，7.径向变形测表，7′.测杆，8.轴向变形测表，8′.测杆，9、9′.液压枕，10.现场柱状岩体试样，11.增压器，12.伺服阀，13.伺服油源，14.转换器EDC，15.计算机，15′.测量及采集控制系统，12″.轴压加载伺服控制系统。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。