大型动力冲击三维地质力学模型试验系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种大型动力冲击三维地质力学模型试验系统及其控制方法。该系统包括三维地质力学模型试验箱、钢构加载反力架和动力冲击加载系统，钢构加载反力架底部连接有三维地质力学模型试验箱，三维地质力学模型试验箱上部设置有能够上下移动的动力冲击加载系统，动力冲击加载系统能够砸向三维地质力学模型试验箱。本发明专利技术大型动力冲击三维地质力学模型试验系统能够进行冲击加载以及三维动力加载，真实的对实际工程中的动力破坏或冲击破坏进行模拟。

Large scale dynamic impact 3D geomechanical model test system and its control method

【技术实现步骤摘要】
大型动力冲击三维地质力学模型试验系统及其控制方法
：本专利技术涉及岩土体三维地质力学模型试验系统，特别涉及一种大型动力冲击三维地质力学模型试验系统及其控制方法。
技术介绍
：随我国地下岩土体隧洞及山岭隧道的建设数量正在逐年上升，岩土体隧洞在建设过程中具有隐蔽性、不可视性，当其建设过程中出现工程问题时，往往会造成巨大的人员伤亡和经济损失。故此，对于岩土体隧道建设过程中的工程问题，许多学者进行了大量的相关研究。三维地质力学模型试验具有直观、真实、形象的特点，可以更加真实的模拟实际现场工程问题，是解决大型岩土体工程问题的有效方法之一，该方法为广大学者所使用。国内外对于三维地质力学模型试验的相关研究已取得了很大的成就，但现有的三维地质力学模型试验系统多为一维、二维静力加载，现有的三维地质力学模型试验系统加载装置也多为同步顶升千斤顶，存在着加载精度较低，长期加载不稳定等问题。再者，现有的大型试验系统体型较大，移动困难，操作繁琐，且在加载时各面板之间的摩阻力难以忽略不计。实际工程多为动力破坏或冲击破坏，现有的三维地质力学模型试验系统大多不能进行冲击本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大型动力冲击三维地质力学模型试验系统，其特征在于：该系统包括三维地质力学模型试验箱（1）、钢构加载反力架（2）和动力冲击加载系统（3），钢构加载反力架（2）底部连接有三维地质力学模型试验箱（1），三维地质力学模型试验箱（1）上部设置有能够上下移动的动力冲击加载系统（3），动力冲击加载系统（3）能够砸向三维地质力学模型试验箱（1）的结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种大型动力冲击三维地质力学模型试验系统，其特征在于：该系统包括三维地质力学模型试验箱（1）、钢构加载反力架（2）和动力冲击加载系统（3），钢构加载反力架（2）底部连接有三维地质力学模型试验箱（1），三维地质力学模型试验箱（1）上部设置有能够上下移动的动力冲击加载系统（3），动力冲击加载系统（3）能够砸向三维地质力学模型试验箱（1）的结构。


2.根据权利要求1所述的大型动力冲击三维地质力学模型试验系统，其特征在于：三维地质力学模型试验箱（1）包括底板（101）、前后格栅面板（102）和侧面格栅面板（103），前后格栅面板（102）和侧面格栅面板（103）与底板（101）形成一个上开口的方箱型结构，三维地质力学模型试验箱（1）通过底板（101）与钢构加载反力架（2）底部连接，在前后格栅面板（102）的中间部位设置有开挖孔，开挖孔处设置有拆卸格栅面板（104），侧面格栅面板（103）与前后格栅面板（102）之间设置有伸缩缝（106），伸缩缝（106）的宽度决定了前后格栅面板（102）的最大滑行距离。


3.根据权利要求2所述的大型动力冲击三维地质力学模型试验系统，其特征在于：拆卸格栅面板（104）构成的开挖孔半径为50mm-200mm。


4.根据权利要求2所述的大型动力冲击三维地质力学模型试验系统，其特征在于：底板（101）上设置有底板导向槽（105），前后格栅面板（102）和侧面格栅面板（103）底端设置有滑动装置（107），滑动装置（107）为能够在底板导向槽（105）内移动的结构。


5.根据权利要求4所述的大型动力冲击三维地质力学模型试验系统，其特征在于：滑动装置（107）包含滚针轴承（108）、轴承承载支架（109）和中轴钢柱（110），滚针轴承（108）套在中轴钢柱（110）上，中轴钢柱（110）通过轴承承载支架（109）与前后格栅面板（102）或者侧面格栅面板（103）底端连接，滚针轴承（108）能在底板导向槽（105）内移动。


6.根据权利要求1所述的大型动力冲击三维地质力学模型试验系统，其特征在于：动力冲击加载系统（3）包括冲击加载装置（302）、加载牵引装置（303）和测量装置（305），加载牵引装置（303）包括牵引电机（310），牵引电机（310）设置在钢构加载反力架（2）顶部，牵引电机（310）通过牵引钢绞线（311）与冲击加载装置（302）连接，测量装置（305）连接在冲击加载装置（302）和加载牵引装置（303）上。


7.根据权利要求6所述的大型动力冲击三维地质力学模型试验系统，其特征在于：冲击加载装置（302）包括刚性加载箱（306）和配重块（307），配重块（307）连接在刚性加载箱（306）上，刚性加载箱（306）上设置有空气阻力消减孔（308），刚性加载箱（306）上两端设置有测量装置（305）和电磁铁（312），电磁铁（312）包括第一电磁铁（312-1）和第二电磁铁（312-2），第一电磁铁（312-1）设置在牵引钢绞线（311）的末端，第二电磁铁（312-2）镶嵌在刚性加载箱（306）上。


8.根据权利要求1所述的大型动力冲击三维地质力学模型试验系统，其特征在于：无线传输监测系统（4）由无线传输模块（401）、外设模块（402）、数据自动采集模块（403）及电脑终端（404）构成，测量装置（305）连接外设模块（402），外设模块（402）连接数据自动采集模块（403），数据自动采集模块（403）将数据通过无线传输模块（40...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军祥，崔宁坤，孟津竹，陈四利，徐晨晖，孙港，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21