一种力学试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种力学试验装置及试验方法，力学试验装置包括原位应力模拟组件和动态扰动组件，原位应力模拟组件用于从岩石试样的外侧面固定岩石试样，并对岩石试样施加载荷；岩石试样为平板状试样，岩石试样的中部设有贯穿岩石试样两个端面的空洞模拟孔和连接孔；动态扰动组件包括撞击杆、入射杆、连接器和塞体，塞体安装在连接孔中，且塞体的外侧面贴合于连接孔的孔壁；连接器的第一端与塞体的两端固定连接，连接器的第二端的端面与入射杆的第一端的端面贴合；撞击杆用于沿入射杆的长度方向撞击入射杆的第二端的端面。试验时所产生的应力波可在靠近空洞模拟孔处才被传导至岩石试样上，可模拟空洞附近的围岩所受到的近场区和中场区的动态扰动。场区的动态扰动。场区的动态扰动。

【技术实现步骤摘要】
一种力学试验装置及试验方法


[0001]本申请涉及材料力学
，尤其涉及一种力学试验装置及试验方法。

技术介绍

[0002]在地下岩石工程领域针对山区隧道开挖和采矿建设常用的方法有钻爆法、机械开挖法、盾构法等，这些开挖和采矿建设方法虽然可以取得良好的破岩掘进效果，但是会在隧道开挖和采矿建设过程中会留下大量空洞(包括巷道、硐室和采空区)，这些空洞的存在会破坏岩体原始地应力条件，导致空洞附近围岩的应力集中，大大降低了空洞附近围岩的稳定性。此外，这些开挖和采矿建设方法的工作段所产生动态扰动的能力会以应力波的形式在岩体内部传播，并对附近的围岩造成动态破坏，导致附近围岩内出现大量微裂纹和贯穿裂纹，使得围岩的力学性能降低，承受外部荷载的能力降低，完整性和均匀性恶化，稳定性减弱。当应力波到达空洞边界时，会发生一系列的折射、反射和散射现象，会使空洞周围的岩体出现强烈的应力集中，进而导致空洞周围的岩体发生破坏，因此常出现岩爆、崩落和其他严重岩石破坏的现象，引发重大的安全和经济风险。
[0003]为了对隧道断面所受到的动态扰动作用进行试验，现有技术中通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种力学试验装置，其特征在于，所述力学试验装置包括原位应力模拟组件和动态扰动组件，其中：所述原位应力模拟组件用于从岩石试样的外侧面固定所述岩石试样，并对所述岩石试样施加载荷；所述岩石试样为平板状试样，所述岩石试样的中部设有贯穿所述岩石试样两个端面的空洞模拟孔和连接孔；所述动态扰动组件包括撞击杆、入射杆、连接器和塞体，所述塞体安装在所述连接孔中，且所述塞体的外侧面贴合于所述连接孔的孔壁；所述连接器的第一端与所述塞体的两端固定连接，所述连接器的第二端的端面与所述入射杆的第一端的端面贴合；所述撞击杆用于沿所述入射杆的长度方向撞击所述入射杆的第二端的端面。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在与所述岩石试样的厚度方向垂直的平面上，所述空洞模拟孔的外边缘上两点连线的最大距离为L1，所述空洞模拟孔的外边缘距离所述连接孔的外边缘的最小距离为L2，L2大于或者等于L1的1.5倍。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述撞击杆、所述入射杆、所述连接器和所述塞体的材料相同。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述塞体的长度大于所述岩石试样的厚度，且所述塞体长度方向的两端设有螺纹，所述连接器通过螺母与所述塞体固定连接。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述塞体可相对于所述岩石试样和/或所述连接器旋转，以调整所述入射杆的两端端面相对于所述岩石试样的位置。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述动态扰动组件还包括至少用于支撑所述入射杆的安装座；所述安装座上设有入射角度标识，所述入射角度标识用于测量所述入射杆相对于所述空洞模拟孔的中心点或者所述连接孔的中心点的旋转角度。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述力学试验装置还包括用于检测载荷施加工程中所述岩石试样位移变化的围岩位...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚伟，夏开文，徐颖，吴帮标，刘佳存，詹志峰，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：