加卸载条件下隧洞围岩裂隙预制模拟系统技术方案

本实用新型专利技术公开了地质工程技术领域的加卸载条件下隧洞围岩裂隙预制模拟系统，包括框架、两组竖架板、两组横架板、若干铆钉、底板、若干螺钉螺栓组件、类岩石材料、试件预制模具、加卸载系统和注浆试验系统，该围岩裂隙预制模拟系统对裂隙的预制是可控的，即裂隙的形态大小、空间位置及裂隙间联通性均可以控制，能够还原隧洞围岩裂隙原有形态，同时注浆试件预制、注浆工艺及注浆效果检测不需要采用不同装置，操作简洁方便，并且注浆试验系统可以还原出隧洞围岩实际加卸载条件下的受力变化，所得结果与实际情况差距小，可以准确反映现场应用情况。

【技术实现步骤摘要】
加卸载条件下隧洞围岩裂隙预制模拟系统
本技术涉及地质工程
，具体为加卸载条件下隧洞围岩裂隙预制模拟系统。
技术介绍
近年来，随着地下建设工程的发展迅猛，隧洞围岩在掘进过程中的失稳变化特征及隧洞围岩支护技术越来越受业内人士的关注。隧洞围岩内部本就遍布着节理裂隙，受开挖扰动的影响，围岩内部应力分布发生变化，使得微裂隙不断扩张发育，部分应力集中区裂隙持续扩张至彼此贯通，形成宏观裂隙，引起岩体失稳，严重影响了采掘进度，增加了生产成本，威胁着矿井的安全生产。现有的提高围岩稳定性的方法中，注浆加固技术凭借其操作方便、适应性强、支护效果佳的特点而被广泛应用。为探明注浆后岩石-浆液结石复合材料的力学性能及破断规律，常采取灌浆后的岩石试样做室内力学测试，然而现场钻取法受围岩结构面分布的随机性影响，试验结果往往不具规则性，故有必要对开挖扰动下围岩裂隙形态特征进行模拟，以制作出符合实际裂隙条件的试验用注浆试件。现有的隧洞围岩含裂隙试件制备系统及注浆试验方法具有以下不足：现有的围岩裂隙预制系统对裂隙的预制大都是随机性的，裂隙的形态大小、空间位置及裂隙间联通性均无法控制，更无法还原隧洞围岩裂隙原有形态；现有的注浆试件预制、注浆工艺及注浆效果检测需要采用不同装置，操作繁琐不够简洁，最后由于现有的注浆试验系统无法还原出隧洞围岩实际加卸载条件下的受力变化，所得结果与实际情况具有较大差距，无法准确反映现场应用情况，基于此，本技术设计了加卸载条件下隧洞围岩裂隙预制模拟系统，以解决上述问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供加卸载条件下隧洞围岩裂隙预制模拟系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：加卸载条件下隧洞围岩裂隙预制模拟系统，包括框架、两组竖架板、两组横架板、若干铆钉、底板、若干螺钉螺栓组件、类岩石材料、试件预制模具、加卸载系统和注浆试验系统，所述底板安装在框架的底板，两组所述横架板相对间隔水平固定在框架的两侧中部纵柱上，两组所述横架板的上表面中部均固定有竖架板；所述试件预制模具包括左侧加载板、右侧加载板、上侧加载板、前挡板、后挡板及拱形韧性PVC胶膜，所述左侧加载板、右侧加载板、上侧加载板、前挡板和后挡板通过铆钉组合拼接成密闭结构，所述左侧加载板和右侧加载板通过螺钉螺栓组件分别竖直安装在左右两侧所述横架板上表面，所述拱形韧性PVC胶膜贴合在密封结构内侧且与两组所述横架板的间隔上表面之间固定，所述拱形韧性PVC胶膜、密封结构和横架板组成的空腔内浇筑有类岩石材料；所述加卸载系统包括上侧千斤顶A组、左侧千斤顶B组、右侧千斤顶C组、底侧千斤顶D组、左半弧柱体加载块及右半弧柱体加载块，所述上侧千斤顶A组通过横梁固定安装在框架的顶部中央且正对上侧加载板，所述左侧千斤顶B组和右侧千斤顶C组通过横梁分别水平固定在框架的两侧纵柱上且贯穿于竖架板中部，所述底侧千斤顶D组通过垫块安装在底板上表面中部，所述上侧千斤顶A组、左侧千斤顶B组、右侧千斤顶C组和底侧千斤顶D组采用偶数个且均分成两排，所述底侧千斤顶D组的左右两排千斤顶上分别安装有左半弧柱体加载块和右半弧柱体加载块，所述左半弧柱体加载块和右半弧柱体加载块间隙分布；所述注浆试验系统包括韧性PVC注浆胶管、预留PVC管孔和注浆孔，所述注浆孔位于拱形韧性PVC胶膜下底部，所述韧性PVC注浆胶管粘合于拱形韧性PVC胶膜上部且两者融合为一个整体，所述韧性PVC注浆胶管下部延伸的注浆孔贯穿延伸到拱形韧性PVC胶膜的另一侧，所述韧性PVC注浆胶管上部分布有若干预留PVC管孔。进一步的，所述左侧加载板、右侧加载板和上侧加载板均采用钢制板。进一步的，所述注浆孔外端内壁设有螺纹。进一步的，所述注浆孔位于拱形韧性PVC胶膜中部，所述注浆孔的直径小于左半弧柱体加载块与右半弧柱体加载块之间的孔隙。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术中的围岩裂隙预制模拟系统对裂隙的预制是可控的，即裂隙的形态大小、空间位置及裂隙间联通性均可以控制，能够还原隧洞围岩裂隙原有形态，同时注浆试件预制、注浆工艺及注浆效果检测不需要采用不同装置，操作简洁方便，并且注浆试验系统可以还原出隧洞围岩实际加卸载条件下的受力变化，所得结果与实际情况差距小，可以准确反映现场应用情况。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术立体结构示意图；图2为本技术剖面示意图；图3为本技术注浆系统示意图；图4为本技术前后挡板示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1-框架，2-上侧千斤顶A组，3-左侧千斤顶B组，4-右侧千斤顶C组，5-底侧千斤顶D组，6-竖架板，7-横架板，8-左侧加载板，9-右侧加载板，10-上侧加载板，11-拱形韧性PVC胶膜，12-韧性PVC注浆胶管，13-预留PVC管孔，14-注浆孔，15-左半弧柱体加载块，16-右半弧柱体加载块，17-铆钉，18-底板，19-螺钉螺栓组件，20-前挡板，21-后挡板，22-类岩石材料。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。请参阅图1-4，本技术提供一种技术方案：加卸载条件下隧洞围岩裂隙预制模拟系统，包括框架1、两组竖架板6、两组横架板7、若干铆钉17、底板18、若干螺钉螺栓组件19、类岩石材料22、试件预制模具、加卸载系统和注浆试验系统，底板18安装在框架1的底板，两组横架板7相对间隔水平固定在框架1的两侧中部纵柱上，两组横架板7的上表面中部均固定有竖架板6；试件预制模具包括左侧加载板8、右侧加载板9、上侧加载板10、前挡板20、后挡板21及拱形韧性PVC胶膜11，左侧加载板8、右侧加载板9、上侧加载板10、前挡板20和后挡板21通过铆钉17组合拼接成密闭结构，左侧加载板8和右侧加载板9通过螺钉螺栓组件19分别竖直安装在左右两侧横架板7上表面，拱形韧性PVC胶膜11贴合在密封结构内侧且与两组横架板7的间隔上表面之间固定，拱形韧性PVC胶膜11、密封结构和横架板7组成的空腔内浇筑有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.加卸载条件下隧洞围岩裂隙预制模拟系统，包括框架(1)、两组竖架板(6)、两组横架板(7)、若干铆钉(17)、底板(18)、若干螺钉螺栓组件(19)、类岩石材料(22)、试件预制模具、加卸载系统和注浆试验系统，其特征在于：所述底板(18)安装在框架(1)的底板，两组所述横架板(7)相对间隔水平固定在框架(1)的两侧中部纵柱上，两组所述横架板(7)的上表面中部均固定有竖架板(6)；/n所述试件预制模具包括左侧加载板(8)、右侧加载板(9)、上侧加载板(10)、前挡板(20)、后挡板(21)及拱形韧性PVC胶膜(11)，所述左侧加载板(8)、右侧加载板(9)、上侧加载板(10)、前挡板(20)和后挡板(21)通过铆钉(17)组合拼接成密闭结构，所述左侧加载板(8)和右侧加载板(9)通过螺钉螺栓组件(19)分别竖直安装在左右两侧所述横架板(7)上表面，所述拱形韧性PVC胶膜(11)贴合在密封结构内侧且与两组所述横架板(7)的间隔上表面之间固定，所述拱形韧性PVC胶膜(11)、密封结构和横架板(7)组成的空腔内浇筑有类岩石材料(22)；/n所述加卸载系统包括上侧千斤顶A组(2)、左侧千斤顶B组(3)、右侧千斤顶C组(4)、底侧千斤顶D组(5)、左半弧柱体加载块(15)及右半弧柱体加载块(16)，所述上侧千斤顶A组(2)通过横梁固定安装在框架(1)的顶部中央且正对上侧加载板(10)，所述左侧千斤顶B组(3)和右侧千斤顶C组(4)通过横梁分别水平固定在框架(1)的两侧纵柱上且贯穿于竖架板(6)中部，所述底侧千斤顶D组(5)通过垫块安装在底板(18)上表面中部，所述上侧千斤顶A组(2)、左侧千斤顶B组(3)、右侧千斤顶C组(4)和底侧千斤顶D组(5)采用偶数个且均分成两排，所述底侧千斤顶D组(5)的左右两排千斤顶上分别安装有左半弧柱体加载块(15)和右半弧柱体加载块(16)，所述左半弧柱体加载块(15)和右半弧柱体加载块(16)间隙分布；/n所述注浆试验系统包括韧性PVC注浆胶管(12)、预留PVC管孔(13)和注浆孔(14)，所述注浆孔(14)位于拱形韧性PVC胶膜(11)下底部，所述韧性PVC注浆胶管(12)粘合于拱形韧性PVC胶膜(11)上部且两者融合为一个整体，所述韧性PVC注浆胶管(12)下部延伸的注浆孔(14)贯穿延伸到拱形韧性PVC胶膜(11)的另一侧，所述韧性PVC注浆胶管(12)上部分布有若干预留PVC管孔(13)。/n...

【技术特征摘要】
1.加卸载条件下隧洞围岩裂隙预制模拟系统，包括框架(1)、两组竖架板(6)、两组横架板(7)、若干铆钉(17)、底板(18)、若干螺钉螺栓组件(19)、类岩石材料(22)、试件预制模具、加卸载系统和注浆试验系统，其特征在于：所述底板(18)安装在框架(1)的底板，两组所述横架板(7)相对间隔水平固定在框架(1)的两侧中部纵柱上，两组所述横架板(7)的上表面中部均固定有竖架板(6)；
所述试件预制模具包括左侧加载板(8)、右侧加载板(9)、上侧加载板(10)、前挡板(20)、后挡板(21)及拱形韧性PVC胶膜(11)，所述左侧加载板(8)、右侧加载板(9)、上侧加载板(10)、前挡板(20)和后挡板(21)通过铆钉(17)组合拼接成密闭结构，所述左侧加载板(8)和右侧加载板(9)通过螺钉螺栓组件(19)分别竖直安装在左右两侧所述横架板(7)上表面，所述拱形韧性PVC胶膜(11)贴合在密封结构内侧且与两组所述横架板(7)的间隔上表面之间固定，所述拱形韧性PVC胶膜(11)、密封结构和横架板(7)组成的空腔内浇筑有类岩石材料(22)；
所述加卸载系统包括上侧千斤顶A组(2)、左侧千斤顶B组(3)、右侧千斤顶C组(4)、底侧千斤顶D组(5)、左半弧柱体加载块(15)及右半弧柱体加载块(16)，所述上侧千斤顶A组(2)通过横梁固定安装在框架(1)的顶部中央且正对上侧加载板(10)，所述左侧千斤顶B组(3)和右侧千斤顶C组(4)通过横梁分别水平固定在框架(1)的两侧纵柱上且贯穿于竖架板(...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚苏琴，查文华，王亚林，邵炜星，刘新权，张敏思，刘造保，马海峰，
申请(专利权)人：东华理工大学，东北大学，安徽理工大学，
类型：新型
国别省市：江西;36