[发明专利]可智能化反映原岩应力变化的注浆模拟试验系统

说明书

本发明提出一种可智能化反映原岩应力变化的注浆模拟试验系统，包括：轴向压力加载系统、第一水平方向加载系统、第二水平方向加载系统、注浆加载系统、轴向压力监测系统、第一水平方向压力监测系统、第二水平方向压力监测系统、注浆压力监测系统、轴向变形测量系统、第一水平方向变形测量系统、第二水平方向变形测量系统、计算机控制系统和岩石试件：通过三个方向的加载系统对试件施加初始压力；通过注浆加载系统施加注浆压力，在施加注浆压力的过程中实时测量试件的各向变形，计算机控制系统根据各向变形计算为了保持恒定刚度所需要的三个方向压力，进而发出指令不断修正三个方向压力的大小，直至试验结束。

技术领域

本发明属于注浆的试验室模拟试验技术领域，尤其涉及一种可智能化反映原岩应力变化的注浆模拟试验系统。

背景技术

注浆是一种常用的围岩加固方法，通过注浆充填裂隙，可以显著提高围岩的整体性，对破碎岩体的加固效果十分明显。在注浆的过程中，浆液的扩散规律对堵水和围岩加固效果具有决定性的重要影响。因此，需要对浆液的扩散形态及影响因素进行研究，其关键技术是复杂试验边界条件的实现。由于试验条件的限制，特别是模拟真实围岩压力方面存在局限性，相关实验设备还比较缺乏。

在工程现场，需要高压注浆情况下，岩石在受到注浆压力后会产生变形，从而挤压周围岩体，在此过程中又必然受到周围岩体按特定比例（由岩体刚度控制）增加的反作用力的反作用力，能够产生这种反作用力的边界在本发明中称为恒定刚度边界。现有的注浆模拟试验设备不能实现恒定刚度边界条件下的注浆模拟试验。

另外，现有的注浆模拟试验装置只能进行单孔注浆试验，而实际工程中会出现多个注浆孔同时注浆的情况，它们之间必然存在互相影响，因此有必要开发一种多孔注浆模拟试验装置进行深入研究。

另外，由于工程现场围岩受力是非均匀的，随埋深的增加受力增大。然而现有的试验机加载时，每个加载面只能施加均匀应力，导致注浆模拟试验结果不准确，缺乏便捷的非均匀加载装置。

发明内容

针对现有技术的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种可智能化反映原岩应力变化的注浆模拟试验系统，包括：轴向压力加载系统、第一水平方向加载系统、第二水平方向加载系统、注浆加载系统、轴向压力监测系统、第一水平方向压力监测系统、第二水平方向压力监测系统、注浆压力监测系统、轴向变形测量系统、第一水平方向变形测量系统、第二水平方向变形测量系统、计算机控制系统和岩石试件：通过三个方向的加载系统对试件施加初始压力；通过注浆加载系统施加注浆压力，在施加注浆压力的过程中实时测量试件的各向变形，计算机控制系统根据各向变形计算为了保持恒定刚度所需要的三个方向压力，进而发出指令不断修正三个方向压力的大小，直至试验结束；试验过程中记录和输出岩石试件在各个方向的变形和压力数据。

本发明具体采用以下技术方案：

一种可智能化反映原岩应力变化的注浆模拟试验系统，其特征在于，包括：轴向压力加载系统、第一水平方向加载系统、第二水平方向加载系统、注浆加载系统、轴向压力监测系统、第一水平方向压力监测系统、第二水平方向压力监测系统、注浆压力监测系统、轴向变形测量系统、第一水平方向变形测量系统、第二水平方向变形测量系统、计算机控制系统和岩石试件：通过三个方向的加载系统对试件施加初始压力；通过注浆加载系统施加注浆压力，在施加注浆压力的过程中实时测量试件的各向变形，计算机控制系统根据各向变形计算为了保持恒定刚度所需要的三个方向压力，进而发出指令不断修正三个方向压力的大小，直至试验结束；试验过程中记录和输出岩石试件在各个方向的变形和压力数据。

进一步地，所述轴向压力加载系统，包括伺服油源Ⅰ、液压油缸Ⅰ、加载框架Ⅰ、垫块Ⅰ-Ⅰ和垫块Ⅰ-Ⅱ6，用于给试件施加轴向压力；所述伺服油源Ⅰ用于驱动液压油缸Ⅰ给岩石试件施加轴向压力；所述液压油缸Ⅰ固定在加载框架Ⅰ上；加载框架Ⅰ上侧板带有一个或多个圆孔，用于注浆加载系统的注浆管路通过；垫块Ⅰ-Ⅰ带有一个或多个圆孔，与注浆加载系统的注浆管路相连接。