[发明专利]用于冲击荷载下深部节理岩体破裂机理的试验装置

摘要

本发明公开了一种用于冲击荷载下深部节理岩体破裂机理的试验装置，包括水平构造应力加载系统、底部垫块、顶部垫块、应变片、高速动态采集系统、声发射探头、声发射数据采集仪、高速摄像‑节理开度一体化量测系统、激光光通量位移计信号接收装置和冲击荷载试验系统，所述水平构造应力加载系统由U型底座、液压柱、伺服控制系统和加载板组成，所述U型底座为U型钢结构，所述液压柱与所述伺服控制系统相连，且一侧与所述U型底座内侧指定位置焊接，另一侧与所述加载板连接，所述加载板内嵌力传感器和位移传感器，通过控制所述伺服控制系统。本发明在实现冲击荷载下深部节理岩体破裂机理试验的前提下，结构简易、造价低廉、操作简单。

主权项

1.用于冲击荷载下深部节理岩体破裂机理的试验装置，其特征在于：包括水平构造应力加载系统、底部垫块(5)、顶部垫块(6)、应变片(7)、高速动态采集系统(8)、声发射探头(9)、声发射数据采集仪(10)、高速摄像‑节理开度一体化量测系统(11)、激光光通量位移计信号接收装置(12)和冲击荷载试验系统，所述水平构造应力加载系统由U型底座(1)、液压柱(2)、伺服控制系统(3)和加载板(4)组成，所述U型底座(1)为U型钢结构，所述液压柱(2)与所述伺服控制系统(3)相连，且一侧与所述U型底座(1)内侧指定位置焊接，另一侧与所述加载板(4)连接，所述加载板(4)内嵌力传感器和位移传感器，通过控制所述伺服控制系统(3)，可以为试样两侧施加等应力边界或施加位移边界，从而来模拟深部地层构造作用的两种应力状态，所述底部垫块(5)、顶部垫块(6)均为钢块，且宽度略窄于试样，分别放置在试样的底部和顶部，所述应变片(7)粘贴在所述底部垫块(5)和所述顶部垫块(6)的中部，并与所述高速动态采集系统(8)相连，所述声发射探头(9)呈正三角粘贴在试样正面，所述声发射探头(9)呈倒三角粘贴在试样背面，并与所述声发射数据采集仪(10)相连，所述高速摄像‑节理开度一体化量测系统(11)布置在试样正前方，所述激光光通量位移计信号接收装置(12)布置在试样的正后方；该试验装置的试验方法包括如下步骤：S1、将底部垫块(5)放在U型底座(1)上，试样放置在底部垫块(5)上，将顶部垫块(6)放在试样的顶部，通过伺服控制系统(3)控制水平构造应力加载系统为试样两侧施加等应力边界或施加位移边界；S2、将应变片(7)粘贴在底部垫块(5)、顶部垫块(6)的中部，并与高速动态采集系统相连，得到试样轴向的应力应变数据；S3、将声发射探头(9)粘贴在试样表面，3个粘贴于正面且呈正三角布置，3个粘贴于背面且呈倒三角布置，实现三维定位，并与声发射数据采集仪(10)相连，采集试验全过程声发射响应特征；S4、将组装好的试验装置放置在普通冲击荷载试验系统上，并使得冲击荷载试验系统直接与顶部垫块(6)相接触；S5、将高速摄像‑节理开度一体化量测系统(11)布置在试样正前方，激光光通量位移计信号接收装置(12)布置在试样的正后方，通过高速摄像‑节理开度一体化量测系统(11)发出激光，透过试样内部的预制裂隙，由激光光通量位移计信号接收装置(12)接收。