模擬深部巖體應(yīng)力狀態(tài)的加卸載試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及模擬深部巖體應(yīng)力狀態(tài)的加卸載試驗(yàn)裝置，包括垂直反力架、水平反力架和液壓油缸；所述垂直反力架與水平反力架垂直交叉放置，兩反力架交叉處形成放置巖體試樣的六面體空間；所述垂直反力架對應(yīng)于所述六面體空間的一對平行垂直面兩側(cè)分別設(shè)有油缸活塞水平移動的水平油缸，對應(yīng)于六面體空間的兩平行水平面兩側(cè)分別設(shè)有油缸活塞垂直移動的垂直油缸和垂直反力作用面；所述水平反力架對應(yīng)于六面體空間的另一對平行垂直面兩側(cè)分別設(shè)有所述水平油缸和水平反力作用面。有益效果在于，可模擬地下防護(hù)工程和隧道開挖時的力學(xué)狀態(tài)，從中獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，為地下工程的開挖尺寸和跨度大小的確定及預(yù)測地下工程周圍的壓力變化等提供依據(jù)。
【專利說明】模擬深部巖體應(yīng)力狀態(tài)的加卸載試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及巖體應(yīng)力測試裝置，尤其涉及一種模擬深部巖體應(yīng)力狀態(tài)的加卸載試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隧道施工中，被開挖的巖體處于高應(yīng)力狀態(tài)，對于城市內(nèi)隧道施工，還伴隨著建筑物和地下管線密布的狀況，在開挖巖體的外力作用下，將不可避免的引起周邊地層的移動和變形，并可能對建筑設(shè)施和管路產(chǎn)生不良影響。最近幾年的國防工程和城市建設(shè)施工中，很多事故都是由于挖掘時的隧道塌方所致，造成大量人員傷亡和財產(chǎn)損失，其危害巨大且難以預(yù)測。
[0003]探究深部巷道圍巖分區(qū)變形機(jī)理，研究深部巖體的應(yīng)力一應(yīng)變特征，揭示高地應(yīng)力轉(zhuǎn)移對巖體破碎分化的影響，以及應(yīng)力場的傳遞和轉(zhuǎn)移受深部巖體的開挖形狀和力學(xué)性質(zhì)等影響的規(guī)律，對于城市地下道路工程發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。
[0004]地下工程建設(shè)對施工的安全性和可靠性需要準(zhǔn)確地掌握圍巖分區(qū)的變形機(jī)理。但是在實(shí)際施工場地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集非常不便，而且花費(fèi)巨大。巖體受力很難直接測量，而且隨著時間的推移和外部環(huán)境的改變其受力情況還在不斷的發(fā)生著變化，因此需要一種能夠方便操作并能夠模擬真實(shí)環(huán)境下的試驗(yàn)裝置來獲得防護(hù)工程或隧道開挖力學(xué)行為有關(guān)數(shù)據(jù)并進(jìn)行受力分析。
[0005]現(xiàn)階段世界上有很多研究巖體材料分區(qū)破碎試驗(yàn)的裝置，但是都有一定的局限性，主要體現(xiàn)在所提供的應(yīng)力變化范圍不廣、應(yīng)力值調(diào)節(jié)不精確、無法進(jìn)行長期的數(shù)據(jù)采集、穩(wěn)定性能不聞等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供應(yīng)力變化范圍廣、應(yīng)力值調(diào)節(jié)精確、穩(wěn)定性能高、操作簡單的高應(yīng)力條件下深部巖體加卸載試驗(yàn)裝置，通過液壓油缸來利用液壓系統(tǒng)施加壓力，在模擬條件下獲得地下防護(hù)工程和隧道開挖力學(xué)狀態(tài)下的有關(guān)數(shù)據(jù)，從而探究深部巷道圍巖分區(qū)變形機(jī)理，研究深部巖石的應(yīng)力、應(yīng)變特征，揭示高地應(yīng)力轉(zhuǎn)移對巖體破碎分區(qū)化的影響。
[0007]上述目的由下述的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0008]所述加卸載試驗(yàn)裝置，包括垂直反力架、水平反力架和液壓油缸；所述垂直反力架與水平反力架垂直交叉放置，兩反力架交叉處形成放置巖體試樣的六面體空間；所述垂直反力架對應(yīng)于所述六面體空間一對平行垂直面的各一側(cè)設(shè)有油缸活塞水平移動的水平油缸，對應(yīng)于六面體空間一對平行水平面的各一側(cè)分別設(shè)有油缸活塞垂直移動的垂直油缸和垂直反力作用面；所述水平反力架對應(yīng)于六面體空間的另一對平行垂直面各一側(cè)分別設(shè)有所述水平油缸和水平反力作用面；置于六面體空間的六面體巖體試樣的一對平行垂直面受到對應(yīng)油缸所施于的方向相反大小相同的模擬應(yīng)力，另一對平行垂直面和一對平行水平面分別受到對應(yīng)油缸和反力作用面所施于的方向相反大小相同的模擬應(yīng)力。
[0009]所述加卸載試驗(yàn)裝置的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述垂直反力架包括至少兩垂直反力架單元，所述反力架單元沿厚度方向緊密排列并由螺栓、螺母將相鄰的反力架單元連接，以形成一體。
[0010]所述加卸載試驗(yàn)裝置的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述垂直反力架單元包括腹板和翼板，所述腹板連接成平面矩形框，所述翼板將兩沿厚度方向平行排列的所述平面矩形框連接成一體，形成具有對應(yīng)矩形形狀的立體矩形框的垂直反力架單元。
[0011]所述加卸載試驗(yàn)裝置的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述垂直油缸和水平油缸連接在所述垂直反力架單元的立體矩形框內(nèi)由翼板形成的內(nèi)側(cè)上水平面和內(nèi)側(cè)垂直面上，所述垂直反力作用面設(shè)置在一下壓座上，所述下壓座連接在垂直反力架單元內(nèi)由翼板形成的內(nèi)側(cè)下水平面上。
[0012]所述加卸載試驗(yàn)裝置的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述水平反力架包括前支架、后支架和水平拉桿；所述前支架和后支架分別置于所述垂直反力架的一側(cè)；四根所述拉桿平行放置并穿過垂直反力架，對應(yīng)端分別連接在前支架和后支架上。
[0013]所述加卸載試驗(yàn)裝置的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述前支架包括內(nèi)側(cè)板、外側(cè)板、側(cè)面板、拉桿套筒和反力座，所述內(nèi)側(cè)板和外側(cè)板平行放置，兩者對應(yīng)位置上分別設(shè)有拉桿孔，內(nèi)、外側(cè)板對應(yīng)位置上的拉桿孔由拉桿套筒連接，對應(yīng)邊側(cè)由對應(yīng)側(cè)面板連接形成六面體形狀的盒體架；所述反力座設(shè)置在所述盒體架的內(nèi)側(cè)板中心位置上，所述水平反力作用面設(shè)置在所述反力座端部的平面上。
[0014]所述加卸載試驗(yàn)裝置的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述反力座包括反力座側(cè)板和反力作用面板，四塊所述反力座側(cè)板垂直連接在所述內(nèi)側(cè)板上，相鄰的反力座側(cè)板相互垂直連接形成矩形框，一與所述矩形框的矩形形狀相對應(yīng)的反力作用面板連接在矩形框的端部形成矩形臺座，反力作用面板的外側(cè)面形成所述的水平反力作用面。
[0015]所述加卸載試驗(yàn)裝置的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述前支架還包括第一導(dǎo)向觀察套筒和第二導(dǎo)向觀察套筒，所述內(nèi)、外側(cè)板的中心分別設(shè)有導(dǎo)向觀察孔，該兩導(dǎo)向觀察孔由置于內(nèi)、外側(cè)板之間的第一導(dǎo)向觀察套筒連接；所述反力作用面板的中心設(shè)有導(dǎo)向觀察孔，第二導(dǎo)向觀察套筒置于所述反力座的中心并位于反力作用面板與內(nèi)側(cè)板之間，兩端分別連接反力作用面板和內(nèi)側(cè)板上的導(dǎo)向觀察孔，且第一、二導(dǎo)向觀察套筒同軸線連通。
[0016]所述加卸載試驗(yàn)裝置的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述后支架包括內(nèi)側(cè)板、外側(cè)板、側(cè)面板和拉桿套筒和油缸套筒，所述內(nèi)側(cè)板和外側(cè)板平行放置，兩者的中心位置和對應(yīng)于拉桿位置分別設(shè)有油缸孔和拉桿孔；所述油缸套筒和拉桿套筒置于內(nèi)、外側(cè)板之間，兩端分別連接內(nèi)、外側(cè)板上對應(yīng)的的油缸孔和拉桿孔，內(nèi)、外側(cè)板的對應(yīng)邊側(cè)由對應(yīng)側(cè)面板連接形成六面體形狀的盒體架；所述水平油缸置于油缸套筒內(nèi)，缸頭設(shè)置在內(nèi)側(cè)板一側(cè)。
[0017]所述加卸載試驗(yàn)裝置的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述加卸載試驗(yàn)裝置還包括下壓座、側(cè)壓塊和上壓塊；所述下壓座設(shè)置中所述六面體空間的底部；所述側(cè)壓塊置于下壓座上，且位于巖體式樣對應(yīng)于水平油缸一側(cè)；所述上壓塊置于巖體式樣上端對應(yīng)于垂直油缸一側(cè)。
[0018]本實(shí)用新型的加卸載試驗(yàn)裝置可模擬地下防護(hù)工程和隧道開挖時的力學(xué)狀態(tài)，從中獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，為地下工程的開挖尺寸和跨度大小的確定及預(yù)測地下工程周圍的壓力變化等提供依據(jù)，并為探究深部巷道圍巖分區(qū)變形機(jī)理、深部巖石的應(yīng)力、應(yīng)變特征，高地應(yīng)力轉(zhuǎn)移對巖體破碎分區(qū)化的影響奠定基礎(chǔ)；本實(shí)用新型通過對稱設(shè)置的水平油缸和水平油缸與對應(yīng)水平反力作用面及垂直油缸與對應(yīng)垂直反力作用面向巖體試樣的6面施力，這種施力方式既可模擬深部一巖體所受到的應(yīng)力，又可最大程度節(jié)省油缸的使用數(shù)量，且油缸施力時均作用于垂直反力架結(jié)構(gòu)內(nèi)部，與基礎(chǔ)基本無關(guān)，并且油缸的設(shè)置位置合理，使試驗(yàn)裝置受力均勻合理，使其能安全可靠地進(jìn)行長期加載試驗(yàn)，并通過液壓油缸來利用液壓系統(tǒng)施加不同的壓力，以提聞應(yīng)力變化的范圍和靈敏度，確保應(yīng)力的持續(xù)時間和穩(wěn)定可罪；此外本實(shí)用新型的加卸載試驗(yàn)裝置對基礎(chǔ)無特殊要求，且占用空間小，成本低，操作簡便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型加卸載試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是圖1所示載試驗(yàn)裝置的左視圖。
[0021]圖3是圖1所示載試驗(yàn)裝置的俯視圖。
[0022]圖4是垂直反力架單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5是圖4所示垂直反力架單元的左視圖。
[0024]圖6是圖4所示垂直反力架單元的俯視圖。
[0025]圖7是圖4所示垂直反力架單元的A向視圖。
[0026]圖8是下壓座的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖9是圖8所示下壓座的左視圖。
[0028]圖10是圖8所示下壓座的俯視圖。
[0029]圖11是前支架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖12是圖11所示前支架的左視圖。
[0031]圖13是后支架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖14是圖13所示后支架的左視圖。
[0033]圖15卡板結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]如圖1-3，本實(shí)用新型裝置主要由垂直反力架1、水平反力架2和液壓油缸30、31、32組成。垂直反力架I與水平反力架2垂直交叉放置，在兩反力架交叉處形成放置深部巖體試樣9的六面體空間5。對應(yīng)于該空間5的一對平行垂直面各一側(cè)及一對平行水平面各一偵牝垂直反力架上具有兩兩相對的一對平行垂直面117及兩兩相對的一對平行水平面118。在一對垂直面117上分別連接水平油缸32，水平油缸32的活塞作水平移動，其活塞端面與垂直反力架上的垂直面117平行；一對平行水平面118分別連接垂直油缸31和垂直反力作用面M。對應(yīng)于空間5的一對平行垂直面各一側(cè)，水平反力架2有兩兩相對的另一對平行垂直面211、221，在垂直面211上設(shè)置水平反力作用面N，在垂直面221上連接水平油缸30。
[0035]上述的本實(shí)用新型裝置可結(jié)合具體實(shí)施例中更詳盡的結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的說明。
[0036]垂直反力架I由兩個垂直反力架單元11組成,參見圖1。每一垂直反力架單元11的結(jié)構(gòu)如圖4-6所示，由對應(yīng)是腹板和翼板構(gòu)成，所述的腹板包括上腹板111、下腹板115和豎直腹板113，上述腹板通過螺栓1144連接成平面矩形框，兩這樣的平面矩形框沿厚度方向平行排列，相互間由對應(yīng)的翼板通過焊接連接形成具有對應(yīng)矩形形狀的立體矩形框。所述翼板包括外側(cè)橫翼板112、內(nèi)側(cè)橫翼板110、外側(cè)豎翼板114、內(nèi)側(cè)豎翼板116等。該立體矩形框的內(nèi)側(cè)面具有由兩相對內(nèi)側(cè)豎翼板116形成的一對平行內(nèi)側(cè)垂直面117，由兩相對的內(nèi)側(cè)橫翼板110形成一對平行水平面118，即內(nèi)側(cè)上水平面和內(nèi)側(cè)下水平面。對稱放置的水平油缸32通過接墊板35分別固定連接在對應(yīng)的一內(nèi)側(cè)豎翼板116上，一垂直油缸31同樣通過墊板35固定連接在內(nèi)側(cè)上水平面即上側(cè)的內(nèi)側(cè)橫翼板110上，參見圖7，下側(cè)的內(nèi)側(cè)橫翼板110上連接設(shè)有水平反力作用面2121的下壓座41。
[0037]上述兩個垂直反力架單元11沿厚度方向緊密排列并由若干螺栓1143連接，以形成一體。為了便于兩垂直反力架單元11的螺栓連接操作，在對應(yīng)于連接處的外側(cè)豎翼板114和外側(cè)橫翼板112上分別設(shè)有操作工藝孔1141和操作工藝孔1121。整個垂直反力架I通過底部地腳螺絲孔1151固定在對應(yīng)的基礎(chǔ)7上。
[0038]水平反力架2主要由前支架21、后支架22和四根水平拉桿23組成，前支21和后支架22分別置于垂直反力架I的一側(cè)，四根拉桿23平行放置并分別穿過垂直反力架上的下壓座41，其對應(yīng)的兩端分別連接在前支架21和后支架22上。
[0039]如圖8-10，下壓座41具有相互平行的上壓板413和下壓板415，兩者間通過四塊圍攏成矩框形狀的側(cè)板418焊接成一體。為了增加下壓座41的剛性，在上壓板413和側(cè)板418之間連接三角形413和矩形的肋板417。并在前后側(cè)的側(cè)板418上設(shè)置連接拉桿套筒412的孔，拉桿套筒412的兩端分別連接在該孔上，使得對應(yīng)的水平拉桿23能通過拉桿套筒412穿過垂直反力架單元。在上壓板413基本中心位置設(shè)置壓板411，壓板411連接在上壓板413上，壓板411的上端面形成了垂直反力作用面M，壓板411面積小于上壓板413并小于巖體式樣9的下端面。這使得壓板411相對三個水平油缸的對應(yīng)三側(cè)位置具有油缸活塞伸縮的空間和放置對應(yīng)壓塊的空間，且在巖體式樣9置于壓板411后，式樣邊緣部分露出所支承的壓板411，保證油缸活塞的作用力完全作用的式樣上，而不作用在下壓座41上。
[0040]如圖11-12，前支架21具有一個盒體架211和一個反力座212。盒體架211具有相互平行的內(nèi)側(cè)板2111和外側(cè)板2112，該兩側(cè)板對應(yīng)位置上分別設(shè)有四個拉桿孔，四個拉桿套筒2114分別置于兩側(cè)板之間所對應(yīng)的一對拉桿孔位置，其兩端與上對應(yīng)拉桿孔連接，兩側(cè)板的對應(yīng)邊側(cè)由對應(yīng)側(cè)面板連接形成六面體形狀的盒體架，反力座212設(shè)置在所述盒體架的內(nèi)側(cè)板中心位置上。反力座212主要由反力座側(cè)板2124和反力作用面板2121組成，四塊反力座側(cè)板垂直連接在內(nèi)側(cè)板2111上，相鄰的反力座側(cè)板2124相互垂直連接形成矩形框，作用面板2121連接在矩形框的端部形成矩形臺座，反力作用面板2121的外側(cè)面形成所述的水平反力作用面N。
[0041]為了便于觀察深部巖體在受到鉆孔外力時內(nèi)部應(yīng)力變化而可能引發(fā)巖體物理狀態(tài)的變化，在前支架21中心位置設(shè)置導(dǎo)向觀察孔2122，這樣在內(nèi)、外側(cè)板及反力作用面板2121的中心分別設(shè)置對應(yīng)的導(dǎo)向觀察孔，并在內(nèi)、外側(cè)板的導(dǎo)向觀察孔之間用第一導(dǎo)向觀察套筒連接，在水平反力作用面板與內(nèi)側(cè)板的導(dǎo)向觀察孔之間用第二導(dǎo)向觀察套筒連接，第一、二導(dǎo)向觀察套筒同軸線連通。該導(dǎo)向觀察孔還便于鉆頭的引入，使得試驗(yàn)可模擬巖體受鉆孔外力的受力狀態(tài)，并通過該孔觀察受外力狀態(tài)下的變化情況。
[0042]如圖13-14，后支架22的結(jié)構(gòu)與前支架21中的盒體架211相似，具有設(shè)有四個拉桿孔和一個油缸孔的內(nèi)側(cè)板222和外側(cè)板221,平行的內(nèi)、外側(cè)板之間對應(yīng)于拉桿孔位置放置拉桿套筒223，對應(yīng)于中心的油缸孔位置放置一油缸套筒224，上述套筒兩端分別連接內(nèi)、外側(cè)板上對應(yīng)的孔，內(nèi)、外側(cè)板的對應(yīng)邊側(cè)由對應(yīng)外側(cè)板221連接，形成六面體形狀的盒體架。水平油缸31置于油缸套筒223內(nèi)，油缸套筒對應(yīng)與內(nèi)側(cè)板一端均布有數(shù)個螺孔2221，水平油缸的缸頭設(shè)置在內(nèi)側(cè)板一側(cè)，將通過螺孔2221和對應(yīng)的螺釘連接在油缸套筒上。
[0043]如圖1和圖15，拉桿23在前、后支架上進(jìn)行軸向定位，拉桿23—端設(shè)有軸肩231，靠近另一端處設(shè)環(huán)形槽232，前支架21上的拉桿套筒2114內(nèi)側(cè)設(shè)有對應(yīng)于軸肩231的臺階孔，使拉桿23 —端的軸肩231通過臺階孔進(jìn)行軸向限位，拉桿23穿過后支架后通過卡板221使拉桿23在軸向定位。卡板221上設(shè)有兩個并列的半圓形槽孔2211，兩半圓形槽孔2211的間距為同高度上兩拉桿中心的間距，兩卡板221分別從上下兩側(cè)插入拉桿23的環(huán)形槽232中，并通過卡板上的孔2212用螺釘將兩卡板連接成一體，使對應(yīng)的兩拉桿23在軸向固定。
[0044]在進(jìn)行模擬試驗(yàn)時，將巖體試樣9放置在下壓座41的壓板411上，在對應(yīng)于三水平油缸31、32、32的下壓板413位置上分別放置壓塊41、42、42，并在試樣9的上端放置壓塊43，使油缸活塞通過對應(yīng)壓塊作用于試樣9上。壓塊采用Q235B鋼包混凝土，而壓塊對應(yīng)于試樣的一面設(shè)置有橡膠墊(未畫出)，已防止壓塊可能對試樣的剛性接觸。試驗(yàn)時通過對稱設(shè)置的水平油缸和水平油缸與對應(yīng)水平反力作用面及垂直油缸與對應(yīng)垂直反力作用面向巖體試樣的6面施力，這種施力方式既可模擬深部一巖體所受到的應(yīng)力，又可最大程度節(jié)省油缸的使用數(shù)量，且油缸施力時均作用于垂直反力架結(jié)構(gòu)內(nèi)部，與基礎(chǔ)基本無關(guān)，并且油缸的設(shè)置位置合理，例如將垂直油缸設(shè)置在垂直反力架上側(cè)的內(nèi)側(cè)橫翼板上，使得油缸活塞向下施力時與重力方向同向。本實(shí)用新型的試驗(yàn)裝置通過導(dǎo)向觀察孔2122引導(dǎo)鉆頭在試樣上鉆孔，以模擬開挖時巖體力學(xué)狀態(tài)，還可通過導(dǎo)向觀察孔2122巖體的物理狀態(tài)的變化。
[0045]上述的水平反力架2置于安全防護(hù)支架6中，參見圖1、2、3(點(diǎn)化線表示的部分)，該安全防護(hù)支架6用地腳螺栓固定于對應(yīng)的地槽中，支架6的中間設(shè)有通道61，通道的寬度D與水平反力架2的寬度相適配，水平反力架2可滑動地置于該通道中，在水平反力架2受到的水平力不均衡時通過在通道61內(nèi)的自由滑動而釋放，反力架所受力基本作用于其內(nèi)部，而不作用在基礎(chǔ)上；同時安全防護(hù)支架6對水平反力架2的寬度方向兩側(cè)有約束作用，防止矩形框架結(jié)構(gòu)的水平反力架2產(chǎn)生扭曲變形。
【權(quán)利要求】
1.模擬深部巖體應(yīng)力狀態(tài)的加卸載試驗(yàn)裝置，其特征在于包括垂直反力架、水平反力架和液壓油缸；所述垂直反力架與水平反力架垂直交叉放置，兩反力架交叉處形成放置巖體試樣的六面體空間；所述垂直反力架對應(yīng)于所述六面體空間一對平行垂直面的各一側(cè)設(shè)有油缸活塞水平移動的水平油缸，對應(yīng)于六面體空間一對平行水平面的各一側(cè)分別設(shè)有油缸活塞垂直移動的垂直油缸和垂直反力作用面；所述水平反力架對應(yīng)于六面體空間的另一對平行垂直面各一側(cè)分別設(shè)有所述水平油缸和水平反力作用面；置于六面體空間的六面體巖體試樣的一對平行垂直面受到對應(yīng)油缸所施于的方向相反大小相同的模擬應(yīng)力，另一對平行垂直面和一對平行水平面分別受到對應(yīng)油缸和反力作用面所施于的方向相反大小相同的模擬應(yīng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬深部巖體應(yīng)力狀態(tài)的加卸載試驗(yàn)裝置，其特征在于所述垂直反力架包括至少兩垂直反力架單元，所述反力架單元沿厚度方向緊密排列并由螺栓、螺母將相鄰的反力架單元連接，以形成一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模擬深部巖體應(yīng)力狀態(tài)的加卸載試驗(yàn)裝置，其特征在于所述垂直反力架單元包括腹板和翼板，所述腹板連接成平面矩形框，所述翼板將兩沿厚度方向平行排列的所述平面矩形框連接成一體，形成具有對應(yīng)矩形形狀的立體矩形框的垂直反力架單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模擬深部巖體應(yīng)力狀態(tài)的加卸載試驗(yàn)裝置，其特征在于所述垂直油缸和水平油缸連接在所述垂直反力架單元的立體矩形框內(nèi)由翼板形成的內(nèi)側(cè)上水平面和內(nèi)側(cè)垂直面上，所述垂直反力作用面設(shè)置在一下壓座上，所述下壓座連接在垂直反力架單元內(nèi)由翼板形成 的內(nèi)側(cè)下水平面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬深部巖體應(yīng)力狀態(tài)的加卸載試驗(yàn)裝置，其特征在于所述水平反力架包括前支架、后支架和水平拉桿；所述前支架和后支架分別置于所述垂直反力架的一側(cè)；四根所述拉桿平行放置并穿過垂直反力架，對應(yīng)端分別連接在前支架和后支架上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模擬深部巖體應(yīng)力狀態(tài)的加卸載試驗(yàn)裝置，其特征在于所述前支架包括內(nèi)側(cè)板、外側(cè)板、側(cè)面板、拉桿套筒和反力座，所述內(nèi)側(cè)板和外側(cè)板平行放置，兩者對應(yīng)位置上分別設(shè)有拉桿孔，內(nèi)、外側(cè)板對應(yīng)位置上的拉桿孔由拉桿套筒連接，對應(yīng)邊側(cè)由對應(yīng)側(cè)面板連接形成六面體形狀的盒體架；所述反力座設(shè)置在所述盒體架的內(nèi)側(cè)板中心位置上，所述水平反力作用面設(shè)置在所述反力座端部的平面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模擬深部巖體應(yīng)力狀態(tài)的加卸載試驗(yàn)裝置，其特征在于所述反力座包括反力座側(cè)板和反力作用面板，四塊所述反力座側(cè)板垂直連接在所述內(nèi)側(cè)板上，相鄰的反力座側(cè)板相互垂直連接形成矩形框，一與所述矩形框的矩形形狀相對應(yīng)的反力作用面板連接在矩形框的端部形成矩形臺座，反力作用面板的外側(cè)面形成所述的水平反力作用面。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模擬深部巖體應(yīng)力狀態(tài)的加卸載試驗(yàn)裝置，其特征在于所述前支架還包括第一導(dǎo)向觀察套筒和第二導(dǎo)向觀察套筒，所述內(nèi)、外側(cè)板的中心分別設(shè)有導(dǎo)向觀察孔，該兩導(dǎo)向觀察孔由置于內(nèi)、外側(cè)板之間的第一導(dǎo)向觀察套筒連接；所述反力作用面板的中心設(shè)有導(dǎo)向觀察孔，第二導(dǎo)向觀察套筒置于所述反力座的中心并位于反力作用面板與內(nèi)側(cè)板之間，兩端分別連接反力作用面板和內(nèi)側(cè)板上的導(dǎo)向觀察孔，且第一、二導(dǎo)向觀察套筒同軸線連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模擬深部巖體應(yīng)力狀態(tài)的加卸載試驗(yàn)裝置，其特征在于所述后支架包括內(nèi)側(cè)板、外側(cè)板、側(cè)面板和拉桿套筒和油缸套筒，所述內(nèi)側(cè)板和外側(cè)板平行放置，兩者的中心位置和對應(yīng)于拉桿位置分別設(shè)有油缸孔和拉桿孔；所述油缸套筒和拉桿套筒置于內(nèi)、外側(cè)板之間，兩端分別連接內(nèi)、外側(cè)板上對應(yīng)的的油缸孔和拉桿孔，內(nèi)、外側(cè)板的對應(yīng)邊側(cè)由對應(yīng)側(cè)面板連接形成六面體形狀的盒體架；所述水平油缸置于油缸套筒內(nèi)，缸頭設(shè)置在內(nèi)側(cè)板一側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模擬深部巖體應(yīng)力狀態(tài)的加卸載試驗(yàn)裝置，其特征在于所述加卸載試驗(yàn)裝置還包括下壓座、側(cè)壓塊和上壓塊；所述下壓座設(shè)置中所述六面體空間的底部；所述側(cè)壓塊置于下壓座上，且位于巖體式樣對應(yīng)于水平油缸一側(cè)；所述上壓塊置于巖體式樣上端對應(yīng)于垂直油缸一側(cè)。
【文檔編號】G01N3/10GK203772646SQ201420123712
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】劉斌, 王明洋, 趙躍堂, 徐婷, 焦玉民, 王德榮, 宋春明, 邱艷宇, 戎曉力 申請人:中國人民解放軍理工大學(xué)