[发明专利]一种深地下岩石开挖效应模拟试验装置及测试方法

权利要求书

1.一种深地下岩石开挖效应模拟试验装置，其特征在于，包括：岩石模型、压力控制装置和真空控制装置；其中，

所述压力控制装置，包括压力容器，以及分别设置于所述压力容器两侧的进水机构和排水机构；所述进水机构通过管路连接高压水泵，用于在模拟深地下高静水压力环境时，提供不同的静水压力；

所述真空控制装置，包括设置于所述压力控制装置顶部的真空机线路转接盘，和连接所述真空机线路转接盘的充气气囊；所述充气气囊竖直设置于所述岩石模型的中部，并通过所述真空机线路转接盘连接外部真空机，用于模拟开挖卸载过程；

所述岩石模型设置于所述压力容器的内部，包含多个竖直堆叠的岩块；其中，一岩块中设置有若干应变片，若干所述应变片与外部应变仪连接，用于在模拟试验过程中提供实时应变信息。

2.根据权利要求1所述的深地下岩石开挖效应模拟试验装置，其特征在于，还包括：

设置于所述压力控制装置底部的支承装置，所述支承装置包括橡胶垫块和位于橡胶垫块下方的三脚钢支架。

3.根据权利要求1所述的深地下岩石开挖效应模拟试验装置，其特征在于，所述岩石模型中，各所述岩块之间填充有石膏，且各所述岩块间的接缝处填充有密封填料。

4.根据权利要求1所述的深地下岩石开挖效应模拟试验装置，其特征在于，所述岩石模型中，一岩块顶部沿径向均匀设置有多条浅槽，若干所述应变片均匀设置于所述浅槽中。

5.根据权利要求1所述的深地下岩石开挖效应模拟试验装置，其特征在于，

所述进水机构包括加水孔、进水阀门和水压力计；

所述排水机构则包括排水孔和排水阀门。

6.根据权利要求1所述的深地下岩石开挖效应模拟试验装置，其特征在于，还包括：

应变片线路转接盘，所述应变片线路转接盘设置于所述压力容器的侧壁，一端连接若干所述应变片，另一端连接所述外部应变仪。

7.根据权利要求1所述的深地下岩石开挖效应模拟试验装置，其特征在于，所述压力容器的底部中心处设置有一凸台，所述岩石模型嵌装于所述凸台中。

8.根据权利要求1所述的深地下岩石开挖效应模拟试验装置，其特征在于，所述压力容器由上下两个部分组成，且上部与下部通过法兰盘连接；其中，

所述真空控制装置中的真空机线路转接盘设置于所述压力容器的上部；所述进水机构和所述排水机构设置于所述压力容器的下部。

9.根据权利要求8所述的深地下岩石开挖效应模拟试验装置，其特征在于，所述法兰盘通过若干均匀间隔的螺栓活动连接。

10.一种应用于如权利要求1至权利要求5任一所述的深地下岩石开挖效应模拟试验装置的测试方法，其特征在于，所述方法包括：

通过压力控制装置中的进水机构向压力容器充入预设压力的高压水，以模拟深地下高静水压力环境；

利用外部真空机抽取真空控制装置中的充气气囊内的空气，以模拟开挖卸载过程；

利用外部应变仪实时采集若干所述应变片的应变信息，所述应变信息用于表征模拟开挖卸载时，岩石模型不同位置径向应变变化情况；

通过压力控制装置中的排水机构排出所述压力容器内的高压水。