一种可实现爆炸动载下大尺度圆形试件均匀围压加载装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可实现爆炸动载下大尺度圆形试件均匀围压加载装置，通过包括圆形试件围压加载系统和实验动力系统的可实现爆炸动载下大尺度圆形试件均匀围压装置进行实验，本发明专利技术通过大尺度圆形试件围压加载系统和实验动力系统的协同作用，成功实现了物理实验条件下，大尺度圆形试件在均匀围压动载下岩体的瞬态损伤破断特性研究；本发明专利技术基于压力表对不同围压加载应力进行调控，并通过发爆器引爆雷管，进而实现大尺度圆形试件均布围压下的动力学实验，此技术方法的应用，可克服实验室条件下因圆形试件围压分布不均衡而影响实验精度这一技术难题。这一技术难题。这一技术难题。

【技术实现步骤摘要】
一种可实现爆炸动载下大尺度圆形试件均匀围压加载装置


[0001]本技术涉及工程岩体
，尤其是一种可实现爆炸动载下大尺度圆形试件均匀围压加载装置。

技术介绍

[0002]岩体巷道的施工多以爆破开挖为主，常规岩质巷道的掘进及支护多为复杂地应力下的深地环境。鉴于深地复杂地应力环境下的爆破施工需要科学研究的理论支撑，同时综合考虑深地科学原位实验的高难度性，因此开展最大程度上还原地应力的实验室科学研究是十分必要的。由于受物理实验试件尺寸所限，其边缘将不可避免的形成反射拉伸波，本技术专利采用了圆形试件，因动载下圆形试件边缘可形成均匀反射拉伸波，故可消除因反射拉伸波的不均衡对实验效果精准性的影响。由于爆炸荷载的高应力、高加载率特性，在上述荷载下小尺度试件将呈现粉碎破断状态，无法准确获取反映工程现场的研究结果，故需采用大尺度试件开展实验研究。当前，静载下标准件围压加载技术较为成熟，而大尺度圆形试件在深地巷道围岩复杂应力下的动载损伤破坏研究相对较少。有关深地科学围压动载下岩体的动态损伤破断特性研究，一直困扰着相关领域科研人员，而无法得到有效解决。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是针对上述问题，提供一种可实现爆炸动载下大尺度圆形试件均匀围压加载装置。为解决上述技术问题，本技术采用了下列技术方案：
[0004]一种可实现爆炸动载下大尺度圆形试件均匀围压加载装置，包括圆形试件围压加载系统和实验动力系统，所述实验动力系统包括发爆器、雷管和试件，所述试件经过加工形成圆形试件，所述雷管设置在试件中部，所述发爆器与雷管连接并用于引爆雷管；所述圆形试件围压加载系统包括橡胶液压囊、刚性金属槽、液压油接头、压力表和电液伺服液压系统，所述橡胶液压囊设置在刚性金属槽内，所述刚性金属槽呈圆环形并环绕圆形的试件，所述液压油接头设置在刚性金属槽上并与橡胶液压囊连通，所述液压油接头与电液伺服液压系统通过液压管连接，所述压力表设置在电液伺服液压系统中，所述压力表用于检测加载围压值；
[0005]进一步的，所述试件上刚性金属槽为简化的线条网格。
[0006]进一步的，所述雷管包含药卷。
[0007]进一步的，所述加载装置的实验方法如下：(1)通过巷道围岩打钻技术获取原位岩芯，基于所获取岩芯对巷道围岩力学参数进行实验室测定；
[0008](2)采用孔壁应力解除法对巷道围岩进行地应力测试，获得巷道周围的原始地应力值及其分布情况；
[0009](3)基于靶向所获取巷道围岩力学参数，选取原位岩体或类岩石材料，并将其加工成圆形试件；
[0010](4)准备橡胶液压囊、刚性金属槽、液压油接头和电液伺服液压系统，同时将其进
行有序组装，进而组成圆形试件围压加载系统；将发爆器、雷管和试件进行有序组装，进而形成实验动力系统；围压加载系统和实验动力系统二者共同构建了可实现爆炸动载下大尺度圆形试件均匀围压加载装置；
[0011](5)通过电液伺服液压系统对试件给定一稳定均匀加载围压值S MPa，同时要求此加载围压恒定一段时间；
[0012](6)启动发爆器引发雷管，对试件施加一瞬态脉冲爆轰加载应力；
[0013](7)炮孔附近指数衰减后的应力波在试件内传播时，将引起试件的宏观、细观及微观损伤破断；
[0014](8)当造成试件损伤破断的应力波传播至试件边缘位置时，将形成反射波和透射波，在透射波的作用下将引起橡胶液压囊压力的瞬态增加，大于给定围压S MPa，此时伺服阀开启并进行泄压；
[0015](9)通过在试件1上粘贴应变片、CPG(裂纹扩展计)、试件CT扫描、试件断口电镜扫描等技术手段，即可完成特定均匀围压下大尺度圆形试件的动态损伤破断研究。
[0016]本技术由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：(1)本技术通过大尺度圆形试件围压加载系统和实验动力系统的协同作用，成功实现了物理实验条件下，大尺度圆形试件在均匀围压动载下岩体的瞬态损伤破断特性研究；(2)本技术基于压力表对不同围压加载应力进行调控，并通过发爆器引爆雷管，进而实现大尺度圆形试件均布围压下的动力学实验，此技术方法的应用，可克服实验室条件下因圆形试件围压分布不均衡而影响实验精度这一技术难题。
附图说明
[0017]图1为本技术中可实现爆炸动载下大尺度圆形试件均匀围压加载装置的结构示意图；
[0018]图2为图1中A处的放大图；
[0019]图3为图1中B处的放大图。
具体实施方式
[0020]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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0021]本技术的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
[0022]本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒
介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0023]如图1
‑
3所示，本技术中的一种可实现爆炸动载下大尺度圆形试件均匀围压加载装置包括圆形试件围压加载系统和实验动力系统，所述实验动力系统包括发爆器7、雷管2和试件1，所述试件1经过加工形成圆形试件，所述雷管2设置在试件1中部，所述发爆器7与雷管2连接并用于引爆雷管2；所述圆形试件围压加载系统包括橡胶液压囊3、刚性金属槽4、液压油接头5、压力表6和电液伺服液压系统8，所述橡胶液压囊3设置在刚性金属槽4内，所述刚性金属槽4呈圆环形并环绕圆形的试件1，所述液压油接头5设置在刚性金属槽4上并与橡胶液压囊3连通，所述液压油接头5与电液伺服液压系统8通过液压管连接，所述压力表6设置在电液伺服液压系统8中，所述压力表6用于检测加载围压值；
[0024]为便于观测，可以将试件1上刚性金属槽4简化为线条网格所述雷管2包含药卷。
[0025]本技术中的装置用于实现一种可实现爆炸动载下大尺度圆形试件均匀围压加载方法，所述方法包括以下步骤：
[0026](1)通过巷道围岩打钻技术获取原位岩芯，基于所获取岩芯对巷道围岩力学参数进行实验室测定；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可实现爆炸动载下大尺度圆形试件均匀围压加载装置，其特征在于：包括圆形试件围压加载系统和实验动力系统，所述实验动力系统包括发爆器、雷管和试件，所述试件经过加工形成圆形试件，所述雷管设置在试件中部，所述发爆器与雷管连接并用于引爆雷管；所述圆形试件围压加载系统包括橡胶液压囊、刚性金属槽、液压油接头、压力表和电液伺服液压系统，所述橡胶液压囊设置在刚性金属槽内，所述刚性金属槽呈圆环形并环绕圆形的试件，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李盟，洛锋，董恩远，孙赓，吕振，樊浩冬，高帅，刁杨龙，郭钇君，
申请(专利权)人：河北工程大学，
类型：新型
国别省市：