强动力扰动下深部围岩渗流稳定性分析装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种强动力扰动下深部围岩渗流稳定性分析装置及方法，包括用于对含有模拟巷道的围岩物模试样施加真三轴载荷的真三轴应力加载系统，连接真三轴应力加载系统上下端的高压渗流加载机构，密封于方形岩体物模试件各交界棱的真三轴边界渗流密封机构和渗流控制与监测机构。本发明专利技术可以模拟和分析围岩在三向应力、高渗流及强动力扰动载荷条件下渗透特性的变化，并判断突水等灾害现象发生的潜在危险。

【技术实现步骤摘要】
强动力扰动下深部围岩渗流稳定性分析装置及方法
本专利技术属于深部岩石测试
，尤其涉及一种强动力扰动下深部围岩渗流稳定性分析装置及方法。
技术介绍
我国安全、绿色、高效矿山建设已逐步迈向深部，随着矿山开采深度的增加，深部岩体中赋存的水力势能显著增加，在开采活动的影响下，深部矿井涌水、突水已成为是世界矿业领域的重要研究课题，它给矿山带来的经济损失和人身伤亡极为惨重。可以预计，在未来20年我国许多矿井将逐步开采1000～2000m深度的资源，伴随而来来的深井水力势能(10～20MPa)极大，这将导致水害诱发条件、形成机理以及威胁程度都会发生复杂变化。进入深部后，工程开采扰动致使岩体结构动态演化，进而导致导水通道的形成，在强大的势能驱动下高压水沿导水裂隙渗流，以突发、缓发或滞发的形式涌向工作面或采空区。开采扰动下岩体结构裂隙演化形成导水通道将成为深部矿山突水的主要诱因之一。此外，部分深部海底矿山的开采将面临更急迫的水害问题。如大型海底硬质岩金矿，由于深部复杂的地质和水文环境，其井巷开拓与回采作业引起围岩渗水、涌水现象显现，矿区深部区域巷道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.强动力扰动下深部围岩渗流稳定性分析装置，包括用于对含有模拟巷道的围岩物模试样施加真三轴载荷的真三轴应力加载系统，所述真三轴应力加载系统包括上加载板、下加载板、前加载板、后加载板、左加载板和右加载板，其特征在于：/n所述上加载板的加载端面上切割有纵横交错的渗流导槽，内部设置与所述渗流导槽连通的进液孔道；所述下加载板的加载端面上切割有纵横交错的集液导槽，内部设置与所述集液导槽连通的出液孔道，所述进液孔道和出液孔道均与高压渗流加载机构连接；/n所述左加载板的中央开有贯通孔，所述贯通孔中滑动设有对围岩物模试样施加冲击载荷的扰动入射杆，所述扰动入射杆与冲击加载系统连接；/n所述模拟巷道贯穿围岩物模试...

【技术特征摘要】
1.强动力扰动下深部围岩渗流稳定性分析装置，包括用于对含有模拟巷道的围岩物模试样施加真三轴载荷的真三轴应力加载系统，所述真三轴应力加载系统包括上加载板、下加载板、前加载板、后加载板、左加载板和右加载板，其特征在于：
所述上加载板的加载端面上切割有纵横交错的渗流导槽，内部设置与所述渗流导槽连通的进液孔道；所述下加载板的加载端面上切割有纵横交错的集液导槽，内部设置与所述集液导槽连通的出液孔道，所述进液孔道和出液孔道均与高压渗流加载机构连接；
所述左加载板的中央开有贯通孔，所述贯通孔中滑动设有对围岩物模试样施加冲击载荷的扰动入射杆，所述扰动入射杆与冲击加载系统连接；
所述模拟巷道贯穿围岩物模试样的前后表面，所述前加载板和后加载板上设有与所述模拟巷道位置对应的监测孔，所述监测孔内朝向远离所述模拟巷道的方向依次设有透明隔板、光源和高速摄像头。


2.根据权利要求1所述的强动力扰动下深部围岩渗流稳定性分析装置，其特征在于：所述贯通孔远离所述围岩物模试样的一侧上设有滑槽，所述扰动入射杆上设有与所述滑槽相配合的凸台，所述滑槽的延伸方向与所述扰动入射杆的滑动方向平行；
所述左加载板对所述围岩物模试样加载时，所述凸台的左侧面与所述滑槽的左侧壁接触，并且所述扰动入射杆与所述左加载板的加载端面平齐。


3.根据权利要求2所述的强动力扰动下深部围岩渗流稳定性分析装置，其特征在于：所述贯通孔靠近所述围岩物模试样的一端与所述扰动入射杆之间设有密封圈。


4.根据权利要求1-3任一项所述的强动力扰动下深部围岩渗流稳定性分析装置，其特征在于：所述围岩物模试样的上下端面设有柔性渗流板，其他端面被柔性套包裹，所述柔性渗流板上均布有渗流孔，所述柔性套位于所述模拟巷道以及扰动入射杆位置处开孔。


5.根据权利要求1-3任一项所述的强动力扰动下深部围岩渗流稳定性分析装置，其特征在于：所述围岩物模试样的各个拐角被胶套架包裹，所述胶套架与上加载板、下加载板、前加载板、后加载板、左加载板和右加载板共同围成与所述围岩物模试样适配且封闭的渗透加载室。


6.根据权利要求5所述的强动力扰动下深部围岩渗流稳定性分析装置，其特征在于：所述胶套架、上加载板、下加载板、前加载板、后加载板、左加载板和右加载板设置于中空刚性框架内，所述中空刚性框架内设有紧压所述胶套架的顶紧机构。


7.根据权利要求6所述的强动力扰动下深部围岩渗流稳定性分析装置，其特征在于：所述顶紧机构包括顶紧油缸或顶紧气缸。


8.根据权利要求1-3任一项所述的强动力扰动下深部围岩渗流稳定性分析装置，其特征在于：所述高压渗流加载机构包括水箱、高压平流泵、中间容器、充气蓄能器、渗流输出管路和渗流回流管路；
所述中间容器通过中间隔板分隔为前容腔与后容腔，所述水箱、高压平流泵和前容腔通过管道依次连接，所述后容腔通过所述渗流输出管路与所述进液孔道连接，所述渗流输出管路上设有充气蓄能器，所述后容腔设置有渗流液注入口；
所述出液孔道通过所述渗流回流管路与液体收集容器连接，所述渗流回流管路和渗流输出管路上均设有压力传感器和流量传感器。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李夕兵，陈江湛，黄麟淇，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43