一种用于模拟岩石二向地应力状态下的实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于模拟岩石二向地应力状态下的实验装置，包括钢架、第一加圧板和第二加圧板；第一加圧板和第二加圧板分别竖直贴靠在钢架相邻的两侧内壁上，第一加圧板与钢架对应侧内壁之间形成多个均匀分布的第一加压腔，第二加圧板与钢架一侧侧壁之间形成多个均匀分布的第二加压腔；第一加圧板靠近第二加圧板的一侧沿其边沿线自上而下等间距间隔的设有多个卡块，第二加圧板靠近第一加圧板的一侧设有多个与卡块一一对应的缺口，卡块伸入对应的缺口内；岩样夹持在第一加圧板、第二加圧板和钢架之间；第一加压腔和第二加压腔分别填充有加压介质。优点：结构设计简单、合理，能够有效的模拟岩石二向地应力状态。

An experimental device for simulating rock biaxial in-situ stress state

The utility model relates to an experimental device used to simulate the two-dimensional in-situ stress state of rocks, which comprises a steel frame, a first jacked plate and a second jacked plate; the first jacked plate and a second jacked plate are vertically attached to the adjacent inner walls of the steel frame, respectively, and a plurality of uniformly distributed first pressure chambers are formed between the first jacked plate and the corresponding inner walls of the steel frame, and the second jacked plate and one side of the steel frame. A plurality of uniformly distributed second pressure chambers are formed between walls; a plurality of clamps are arranged on the side of the first placing board near the second placing board with equal spacing from top to bottom along its edge line; a plurality of notches corresponding to the first placing board are arranged on the side of the second placing board near the first placing board, and the clamps extend into the corresponding notches; rock samples are clamped on the first placing board, the second placing board and the steel frame. The first pressure chamber and the second pressure chamber are respectively filled with a pressure medium. Advantages: The structure design is simple and reasonable, and can effectively simulate the two-dimensional geostress state of rock.

【技术实现步骤摘要】
一种用于模拟岩石二向地应力状态下的实验装置
本技术涉及岩体工程
，特别涉及一种用于模拟岩石二向地应力状态下的实验装置。
技术介绍
随着我国“西部大开发”和“西电东送”战略的推进，我国西南地区正在兴建或待建一批大规模的水利水电和交通工程。这些工程常处于高山峡谷中，势必涉及高地应力下大规模的岩体开挖，而爆破开挖目前任是高地应力地区最主要的开挖方式，大量研究表明中高地应力状态下岩石爆破破碎机理和成缝机理等都不同于无地应力状态下，而这些机理都与处于地应力下的岩石的各项物理特征密不可分。因此，分析地应力状态下岩石的各项力学特性和爆破过程中的爆破机理等问题具有重要的理论意义和广阔的工程应用价值。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种用于模拟岩石二向地应力状态下的实验装置，有效的解决了现有技术的问题。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于模拟岩石二向地应力状态下的实验装置，包括钢架、第一加圧板和第二加圧板；上述钢架的横截面为正方形，上述第一加圧板和上述第二加圧板分别竖直贴靠在上述钢架相邻的两侧内壁上，上述第一加圧板与上述钢架对应侧内壁之间形成多个均匀分布的第一加压腔，上述第二加圧板与上述钢架一侧侧壁之间形成多个均匀分布的第二加压腔；上述第一加圧板靠近上述第二加圧板的一侧沿其边沿线自上而下等间距间隔的设有多个卡块，上述第二加圧板靠近上述第一加圧板的一侧设有多个与上述卡块一一对应的缺口，上述卡块伸入对应的上述缺口内；岩样夹持在上述第一加圧板、第二加圧板和上述钢架之间；上述第一加压腔和上述第二加压腔分别填充有加压介质。本技术的有益效果是：结构简单，安装使用方便，能够有效的模拟岩石二向地应力状态，便于实验人员准确测试岩石处于二向地应力状态下的各项力学参数，对岩石爆破起到良好的促进作用，利于后续岩石的有效、合理爆破，整个加载实验装置强度较高，安全性能较好。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。进一步，上述第一加圧板靠近上述钢架内壁的一面由其一侧向另一侧并列且间隔的设有多个条状的第一钢梁组件，上述第一钢梁组件的两端分别延伸至上述第一加圧板的上下端端部，相邻两个上述第一钢梁组件与上述钢架的侧壁之间共同形成多条条状的上述第一加压腔。采用上述进一步方案的有益效果是提高第一加圧板的结构强度，第一加压腔排布均匀，确保第一加圧板的压力加载均匀。进一步，上述钢架内壁上对应上述第一加压腔的位置分别竖直设有多条条状的第一垫块。采用上述进一步方案的有益效果是确保钢架在加压过程中不发生大变形，并保证每个第一加压腔的压力能沿同一方向加压。进一步，上述第二加圧板上述钢架内壁的一面由其一侧向另一侧并列且间隔的设有多个条状的第二钢梁组件，上述第二钢梁组件的两端分别延伸至上述第二加圧板的上下端端部，相邻连个上述第二钢梁组件与上述钢架的侧壁之间共同形成多条条状的上述第二加压腔。采用上述进一步方案的有益效果是提高第二加圧板的结构强度，第二加压腔排布均匀，确保第二加圧板的压力加载均匀。进一步，上述钢架内壁上对应上述第二加压腔的位置分别竖直设有多条条状的第二垫块。采用上述进一步方案的有益效果是确保钢架在加压过程中不发生大变形，并保证每个第二加压腔的压力能沿同一方向加压。进一步，上述加压介质为膨胀剂。采用上述进一步方案的有益效果是膨胀剂加压平稳，还可以起到缓冲消能的作用，从而保护实验装置。附图说明图1为本技术的用于模拟岩石二向地应力状态下的实验装置的俯视结构示意图；图2为本技术的用于模拟岩石二向地应力状态下的实验装置的钢架俯视结构示意图；图3为本技术的用于模拟岩石二向地应力状态下的实验装置的第一加压板的俯视结构示意图；图4为本技术的用于模拟岩石二向地应力状态下的实验装置的第一加压板的正面结构示意图；图5为本技术的用于模拟岩石二向地应力状态下的实验装置的第二加压板的俯视结构示意图；图6为本技术的用于模拟岩石二向地应力状态下的实验装置的第二加压板的正面结构示意图；图7为本技术一个实施例提供的用于模拟岩石二向地应力状态下的实验方法中地应力加载示意图；图8为本技术另一实施例提供的用于模拟岩石二向地应力状态下的实验方法中单孔爆破示意图；图9为本技术另一实施例提供的用于模拟岩石二向地应力状态下的实验方法中双孔爆破示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、钢架，2、第一加圧板，3、第二加圧板，4、第一加压腔，5、第二加压腔，6、应变片，7、炮孔，11、第一垫块，12、第二垫块，21、卡块，22、第一钢梁组件，31、第二钢梁组件，221、第一钢板，222、第一加强筋，223、第一加强筋块，311、第二钢板，312、第二加强筋，313、第二加强筋块。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。实施例：如图1至6所示，本实施例的用于模拟岩石二向地应力状态下的实验装置包括钢架1、第一加圧板2和第二加圧板3；上述钢架1的横截面为正方形，上述第一加圧板2和上述第二加圧板3分别竖直贴靠在上述钢架1相邻的两侧内壁上，上述第一加圧板2与上述钢架1对应侧内壁之间形成多个均匀分布的第一加压腔4，上述第二加圧板3与上述钢架1一侧侧壁之间形成多个均匀分布的第二加压腔5；上述第一加圧板2靠近上述第二加圧板3的一侧沿其边沿线自上而下等间距间隔的设有多个卡块21，上述第二加圧板3靠近上述第一加圧板2的一侧设有多个与上述卡块21一一对应的缺口，上述卡块21伸入对应的上述缺口内；岩样夹持在上述第一加圧板2、第二加圧板3和上述钢架1之间；上述第一加压腔4和上述第二加压腔5分别填充有加压介质。实验过程如下：实验一、如图7所示，在岩样上贴上应变片6，在上述第一加压腔4和第二加压腔5内分别填充膨胀剂(静态膨胀剂)，在膨胀剂发生膨胀时，第一加压腔4及第二加压腔5内将分别产生膨胀压力，产生的压力分别通过第一加压板2和第二加压板3均匀的施加在岩样的两个侧面上(图7中箭头所指的方向为两个加圧板分别对岩样加压的方向)，压力大小可以通过岩样上的应变片6实时监测，膨胀压力的大小可以通过膨胀剂的水分比和用量控制。通过上述技术方案，首先可以实现岩石处于二向地应力状态下的模拟实验，其次，通过调整膨胀剂的水粉比和用量可以达到控制膨胀压力的大小，从而实现了模拟不同的地应力，且该应力是可以被监测到的。实验二、如图8所示，在岩样上表面开一个炮孔7，在上述第一加压腔4和第二加压腔5内分别填充膨胀剂(静态膨胀剂)，在膨胀剂发生膨胀时，第一加压腔4及第二加压腔5内将分别产生膨胀压力，产生的压力分别通过第一加压板2和第二加压板3均匀的施加在岩样的两个侧面上(图8中箭头所指的方向为两个加圧板分别对岩样加压的方向)，待加压压力稳定后，在炮孔7内装入适量炸药和雷管，起爆雷管，观察炮孔7周围的破碎范围，通过调整膨胀剂的水粉比和用量，从而调整不同的初始地应力，控制相同的炸药和用量重复上述爆破过程，可以对比观察不同地应力下爆破后炮孔周围的破碎范围。实验三、如图9所示，在岩样上表面开两个间隔的炮孔7，在上述第一加压腔4和第二加压腔5内分别填充膨胀剂(静态膨胀剂)，在膨胀剂发生膨胀时，第一加压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于模拟岩石二向地应力状态下的实验装置，其特征在于：包括钢架(1)、第一加圧板(2)和第二加圧板(3)；所述钢架(1)的横截面为正方形，所述第一加圧板(2)和所述第二加圧板(3)分别竖直贴靠在所述钢架(1)相邻的两侧内壁上，所述第一加圧板(2)与所述钢架(1)对应侧内壁之间形成多个均匀分布的第一加压腔(4)，所述第二加圧板(3)与所述钢架(1)一侧侧壁之间形成多个均匀分布的第二加压腔(5)；所述第一加圧板(2)靠近所述第二加圧板(3)的一侧沿其边沿线自上而下等间距间隔的设有多个卡块(21)，所述第二加圧板(3)靠近所述第一加圧板(2)的一侧设有多个与所述卡块(21)一一对应的缺口，所述卡块(21)伸入对应的所述缺口内；岩样夹持在所述第一加圧板(2)、第二加圧板(3)和所述钢架(1)之间；所述第一加压腔(4)和所述第二加压腔(5)分别填充有加压介质。

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟岩石二向地应力状态下的实验装置，其特征在于：包括钢架(1)、第一加圧板(2)和第二加圧板(3)；所述钢架(1)的横截面为正方形，所述第一加圧板(2)和所述第二加圧板(3)分别竖直贴靠在所述钢架(1)相邻的两侧内壁上，所述第一加圧板(2)与所述钢架(1)对应侧内壁之间形成多个均匀分布的第一加压腔(4)，所述第二加圧板(3)与所述钢架(1)一侧侧壁之间形成多个均匀分布的第二加压腔(5)；所述第一加圧板(2)靠近所述第二加圧板(3)的一侧沿其边沿线自上而下等间距间隔的设有多个卡块(21)，所述第二加圧板(3)靠近所述第一加圧板(2)的一侧设有多个与所述卡块(21)一一对应的缺口，所述卡块(21)伸入对应的所述缺口内；岩样夹持在所述第一加圧板(2)、第二加圧板(3)和所述钢架(1)之间；所述第一加压腔(4)和所述第二加压腔(5)分别填充有加压介质。2.根据权利要求1所述的一种用于模拟岩石二向地应力状态下的实验装置，其特征在于：所述第一加圧板(2)靠近所述钢架(1)内壁的一面由其一侧向另一侧并列且间隔的设有多个条状的第一钢梁组件(22)，所述第一钢梁...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴亮，向晓锐，杨德明，陈洋，杨旭风，蔡路军，曾国伟，周俊如，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42