一种梯度围压下双向冲击荷载试验模拟装置及方法制造方法及图纸

本申请公开了一种梯度围压下双向冲击荷载试验模拟装置及方法，包括轨道、试样和冲击物，所述轨道包括水平段，在所述水平段的两端均连接斜坡段；所述试样位于所述水平段，在所述试样外部设有梯度围压装置以对所述试样加压；所述冲击物作为动力输入源从所述斜坡段释放并沿所述轨道运动以与所述试样撞击，以对所述试样施加冲击荷载；其中，在两所述斜坡段上均释放冲击物以对所述试样施加双向冲击荷载；本申请能实现试样处于梯度围压下并且可多次对试样两端施加冲击荷载，以模拟地下工程中多次爆破荷载对应力状态不断变化的围岩的爆破损伤效应问题。损伤效应问题。损伤效应问题。

【技术实现步骤摘要】
一种梯度围压下双向冲击荷载试验模拟装置及方法


[0001]本申请涉及爆破荷载冲击试验
，尤其涉及一种梯度围压下双向冲击荷载试验模拟装置及方法。

技术介绍

[0002]地下洞室爆破施工过程中，通常采用毫秒延时分段爆破技术，形成的爆破荷载会在短时间内对围岩造成多次冲击；同时，由于开挖导致原有应力重新分布，往往会在洞室轮廓面围岩浅部形成一种不均匀的梯度应力状态。基于这种现场施工背景下，随着爆破开挖进度的推进，地下洞室围岩应力状态不断变化，围岩爆破损伤程度不断增加，可能会导致围岩的破坏和失稳，进而影响地下洞室的安全建造。因此，为保障施工期地下洞室的围岩稳定性，需要研究多次连续爆破荷载对应力状态不断调整的围岩的损伤效应，从而针对性的调整现场的爆破参数或者支护措施。然而，此类试验研究涉及两个关键问题：(1)如何实现试样处于梯度围压状态；(2)如何控制多次冲击荷载脉冲大小和时间间隔。现有试验装置难以同时满足上述要求。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供了一种梯度围压下双向冲击荷载试验模拟装置及方法，能实现试样处于梯度围压下并且可多次对试样两端施加冲击荷载，以模拟地下工程中多次爆破荷载对应力状态不断变化的围岩的爆破损伤效应问题，所述技术方案如下：
[0004]本申请第一方面提供一种梯度围压下双向冲击荷载试验模拟装置，包括轨道、试样和冲击物，所述轨道包括水平段，在所述水平段的两端均连接斜坡段；所述试样位于所述水平段，在所述试样外部设有梯度围压装置以对所述试样加压；所述冲击物作为动力输入源从所述斜坡段释放并沿所述轨道运动以与所述试样撞击，以对所述试样施加冲击荷载；其中，在两所述斜坡段上均释放冲击物以对所述试样施加双向冲击荷载。
[0005]例如，在一个实施例提供的梯度围压下双向冲击荷载试验模拟装置中，所述梯度围压装置包括数组围压套管和围压调节装置，所述试样位于所述围压套管内，在所述围压套管上设有连接翼板；在每一组所述围压套管的所述连接翼板上均设有所述围压调节装置以调节所述围压套管的围压大小并使得数组所述围压套管的围压呈梯度分布，所述围压调节装置包括调节螺栓和螺母，通过调节所述螺母的拧紧程度调节所述围压套管的围压大小。
[0006]例如，在一个实施例提供的梯度围压下双向冲击荷载试验模拟装置中，所述围压套管为分半式结构，包括两对称设置的弧形围压板，在所述弧形围压板两侧设有所述连接翼板，两所述弧形围压板对接后两所述弧形围压板两侧的所述连接翼板之间具有形变空间，并通过所述围压调节装置将两所述弧形围压板两侧的所述连接翼板加压固定。
[0007]例如，在一个实施例提供的梯度围压下双向冲击荷载试验模拟装置中，所述梯度围压装置还包括压力传感器，在每一组所述围压套管的两所述弧形围压板两侧的所述连接
翼板之间设有所述压力传感器，以监测每组所述围压套管的围压大小。
[0008]例如，在一个实施例提供的梯度围压下双向冲击荷载试验模拟装置中，所述试样为圆柱形岩样装置，并夹设于所述围压套管内。
[0009]例如，在一个实施例提供的梯度围压下双向冲击荷载试验模拟装置中，所述冲击物包括圆柱形本体，在所述本体一端设有撞击部，所述撞击部为缩颈圆柱体
。
[0010]例如，在一个实施例提供的梯度围压下双向冲击荷载试验模拟装置中，在所述轨道上设有弧形凹槽，带有所述梯度围压装置的所述试样位于所述弧形凹槽内并沿所述弧形凹槽运动。
[0011]本申请第二方面提供一种梯度围压下双向冲击荷载试验模拟方法，包括以下步骤：S1，在所述轨道的所述水平段上放置带有所述梯度围压装置的所述试样；S2，在所述轨道的两所述斜坡段距离地面同一高度或不同高度处放置冲击物，并使所述冲击物的撞击部朝向所述试样；S3，同时释放两所述冲击物，并分别与所述试样撞击，以对所述试样施加双向冲击荷载。
[0012]例如，在一个实施例提供的梯度围压下双向冲击荷载试验模拟方法中，所述S1中，所述水平段的长度为L，所述试样的长度为d，所述试样距离所述水平段一端的距离xL满足以下关系式：
[0013]xL+d≤0.5L。
[0014]例如，在一个实施例提供的梯度围压下双向冲击荷载试验模拟方法中，根据需要的冲击荷载脉冲大小和时间间隔调整所述试样和所述冲击物的质量大小。
[0015]本申请一些实施例提供的一种梯度围压下双向冲击荷载试验模拟装置及方法带来的有益效果为：本申请的梯度围压下双向冲击荷载试验模拟装置能够在短时间内对试样两端施加多次冲击荷载，得到可调控的冲击脉冲，并且可以对试样施加可调节的梯度围压，实现试样处于梯度围压下并且多次对试样两端施加冲击荷载。本申请的试验模拟装置操作简便，试验灵活度高，能够更加真实的模拟出工程爆破试验地下洞室，可用于试验模拟地下工程中多次爆破荷载对应力状态不断变化的围岩的爆破损伤效应问题。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中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申请的一些实施例，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。
[0017]图1是本申请的梯度围压下双向冲击荷载试验初始位置图；
[0018]图2是本申请的梯度围压下双向冲击荷载试验状态图二；
[0019]图3是本申请的梯度围压下双向冲击荷载试验状态图三；
[0020]图4是本申请的梯度围压下双向冲击荷载试验状态图四；
[0021]图5是试样速度时程曲线示意图；
[0022]图6是试样荷载时程曲线示意图；
[0023]图7是本申请的梯度围压装置整体结构示意图；
[0024]图8是本申请的梯度围压装置剖面结构示意图；
[0025]图9是冲击物结构示意图；
[0026]图10是本申请的试样梯度围压曲线示意图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0028]除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0029本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种梯度围压下双向冲击荷载试验模拟装置，其特征在于，包括：轨道，包括水平段，在所述水平段的两端均连接斜坡段；试样，位于所述水平段，在所述试样外部设有梯度围压装置以对所述试样加压；冲击物，作为动力输入源从所述斜坡段释放并沿所述轨道运动以与所述试样撞击，以对所述试样施加冲击荷载；其中，在两所述斜坡段上均释放冲击物以对所述试样施加双向冲击荷载。2.根据权利要求1所述梯度围压下双向冲击荷载试验模拟装置，其特征在于，所述梯度围压装置包括：数组围压套管，所述试样位于所述围压套管内，在所述围压套管上设有连接翼板；围压调节装置，在每一组所述围压套管的所述连接翼板上均设有所述围压调节装置以调节所述围压套管的围压大小并使得数组所述围压套管的围压呈梯度分布，所述围压调节装置包括调节螺栓和螺母，通过调节所述螺母的拧紧程度调节所述围压套管的围压大小。3.根据权利要求2所述梯度围压下双向冲击荷载试验模拟装置，其特征在于，所述围压套管为分半式结构，包括两对称设置的弧形围压板，在所述弧形围压板两侧设有所述连接翼板，两所述弧形围压板对接后两所述弧形围压板两侧的所述连接翼板之间具有形变空间，并通过所述围压调节装置将两所述弧形围压板两侧的所述连接翼板加压固定。4.根据权利要求3所述梯度围压下双向冲击荷载试验模拟装置，其特征在于，所述梯度围压装置还包括压力传感器，在每一组所述围压套管的两所述弧形围压板两侧的所述连接翼板之间设有所述压力传感器，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凡杰，刘金山，曹学兴，周辉，李志，尹清华，何金龙，周少波，倪磊，周红波，刘鹏程，陈特，沙广，周飞，王芳，
申请(专利权)人：华能澜沧江水电股份有限公司中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司华能集团技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：