壁和第三試驗(yàn)腔室12縱向前側(cè)壁外側(cè)。
[0026]本實(shí)施例的第一橫向加載裝置、第二橫向加載裝置和第三橫向加載裝置均包括若干個橫向千斤頂18，橫向千斤頂18的固定座均對應(yīng)固定設(shè)置在第一框架8、第二框架9和第三框架10的橫向左側(cè)壁內(nèi)側(cè)，橫向千斤頂18的輸出端對應(yīng)與第一試驗(yàn)腔室2和第三試驗(yàn)腔室4橫向左側(cè)壁之間設(shè)置有第二鋼珠板19和第二固定板20，第二鋼珠板19固定連接在橫向千斤頂18的輸出端，第二固定板20對應(yīng)固定設(shè)置在第一試驗(yàn)腔室2和第三試驗(yàn)腔室4橫向左側(cè)壁外側(cè)；橫向千斤頂18的輸出端對應(yīng)與第二試驗(yàn)腔室的橫向左側(cè)壁之間設(shè)置有高壓氣囊29。
[0027]本實(shí)施例的第一豎向加載裝置、第二豎向加載裝置和第三豎向加載裝置均包括若干個豎向千斤頂21，豎向千斤頂21的固定座均對應(yīng)固定設(shè)置在第一框架8、第二框架9和第三框架10的豎向上側(cè)壁內(nèi)側(cè)，豎向千斤頂21的輸出端對應(yīng)與第一試驗(yàn)腔室2和第三試驗(yàn)腔室4豎向上側(cè)壁之間設(shè)置有第三鋼珠板22和第三固定板23，第三鋼珠板22固定連接在豎向千斤頂21的輸出端，第三固定板23對應(yīng)固定設(shè)置在第一試驗(yàn)腔室2和第三試驗(yàn)腔室4豎向上側(cè)壁外側(cè)；豎向千斤頂21的輸出端對應(yīng)與第二試驗(yàn)腔室3上側(cè)壁外側(cè)之間設(shè)置有高壓氣囊29。
[0028]本實(shí)施例第一框架8和第三框架10的橫向右側(cè)壁對應(yīng)與第一試驗(yàn)腔室2和第三試驗(yàn)腔室4的橫向右側(cè)壁之間設(shè)置有第四鋼珠板24和第四固定板25，第四鋼珠板24對應(yīng)固定設(shè)置在第一框架8和第三框架10的橫向右側(cè)壁內(nèi)側(cè)，第四固定板25對應(yīng)固定設(shè)在第一試驗(yàn)腔室2和第三試驗(yàn)腔室4的橫向右側(cè)壁外側(cè)；第二框架9的橫向右側(cè)壁與第二試驗(yàn)腔室3之間設(shè)置有高壓氣囊29。
[0029]本實(shí)施例中，各個加載裝置的千斤頂在加載過程中，施加的力并非垂直于鋼珠板，通過使用鋼珠板，可消除平行鋼珠板面的力，只保留垂直于鋼珠板面的力，并通過固定板把力傳遞至試樣；同時還可以保證第一框架8和第三框架10在橫向移動時，試樣表面的受力力時刻垂直于試樣表面。
[0030]另外，本實(shí)施例為第一試驗(yàn)腔室2和第三試驗(yàn)腔室4內(nèi)的試樣為硬巖試驗(yàn)，而第二試驗(yàn)腔室3內(nèi)的試樣6為軟巖試樣，由于軟巖試樣的彈性模量較小，受力變形量較大，故未采用剛性較大的固定板進(jìn)行傳遞，而將第二試驗(yàn)腔室3的豎向上側(cè)壁、橫向左側(cè)壁和橫向右側(cè)壁上均設(shè)置有高壓氣囊29。
[0031]本實(shí)施例的第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置均包括承力粧26和驅(qū)動千斤頂27，承力粧26固定設(shè)置在底座I橫向兩側(cè)，驅(qū)動千斤頂27的固定座固定設(shè)置在承力粧27內(nèi)側(cè)部，驅(qū)動千斤頂27輸出軸沿橫向設(shè)置，驅(qū)動千斤頂27輸出端對應(yīng)與第一框架8和第三框架10橫向側(cè)壁連接。
[0032]本實(shí)施例的試驗(yàn)過程為:
[0033]1、使用前，需在沿縱向設(shè)置的第一承力板13、第二承力板14、第一鋼珠板16、第一固定板17上預(yù)留有多個同軸設(shè)置的開挖孔28 ;
[0034]2、將試樣分別放入試驗(yàn)腔室中；
[0035]3、將各個鋼珠板、固定板安裝到位；
[0036]4、將各個加載裝置安裝到位，同時預(yù)加載，施加一個較小的力，使試樣、鋼珠板、固定板、試樣腔室緊密接觸；
[0037]5、開動各個加載裝置，按設(shè)計(jì)的應(yīng)力條件進(jìn)行加載，到達(dá)應(yīng)力條件，停止加載并保持應(yīng)力不變；
[0038]6、通過相應(yīng)的開挖設(shè)備，通過預(yù)留開挖孔28，開挖模擬隧洞；
[0039]7、發(fā)動第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置，根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的速率，緩慢推動第一框架
8、第三框架10，使第一試樣腔室2和第三試驗(yàn)腔室4相對于第二試驗(yàn)腔室3錯動；
[0040]8、記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析處理試驗(yàn)結(jié)果。
[0041]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)做任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可施加三軸應(yīng)力的穿越活動斷裂帶隧道錯動破壞的模型試驗(yàn)裝置，包括底座(1)，所述底座(I)上部沿縱向依次并列設(shè)置有呈矩形并用于裝載試樣的第一試驗(yàn)腔室(2)、第二試驗(yàn)腔室(3)和第三試驗(yàn)腔室(4)，所述第一試驗(yàn)腔室(2)縱向后側(cè)壁、橫向左側(cè)壁與豎向上側(cè)壁分別對應(yīng)與第一縱向加載裝置、第一橫向加載裝置和第一豎向加載裝置的輸出端連接，所述第二試驗(yàn)腔室(3)橫向左側(cè)壁與豎向上側(cè)壁分別對應(yīng)與第二橫向加載裝置和第二豎向加載裝置的輸出端連接，所述第三試驗(yàn)腔室(4)縱向前側(cè)壁、橫向左側(cè)壁和豎向上側(cè)壁分別對應(yīng)與第二縱向加載裝置、第三橫向加載裝置和第三豎向加載裝置的輸出端連接；所述底座(I)上部沿縱向依次設(shè)置有將所述第一試驗(yàn)腔室(2)、第二試驗(yàn)腔室(2)和第三試驗(yàn)腔室⑷包覆在內(nèi)并縱向貫通的第一框架(8)、第二框架(9)和第三框架(10)，所述第一框架(8)和第三框架(10)底部分別對應(yīng)通過沿橫向設(shè)置的第一滑軌(11)、第二滑軌(12)與所述底座(I)滑動連接，所述底座(I)兩側(cè)對應(yīng)設(shè)置有分別驅(qū)動第一框架(8)和第三框架(10)沿橫向移動的第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置；所述第二框架(9)底部固定設(shè)置在所述底座(I)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可施加三軸應(yīng)力的穿越活動斷裂帶隧道錯動破壞的模型試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述底座(I)上部沿縱向依次設(shè)置有位于第一試驗(yàn)腔室(2)外側(cè)的第一承力板(13)和位于第三試驗(yàn)腔室(4)外側(cè)的第二承力板(14)，所述第一縱向加載裝置和第二縱向加載裝置均包括若干個縱向千斤頂(15)，所述縱向千斤頂(15)的固定座對應(yīng)固定設(shè)置在所述第一承力板(13)和第二承力板(14)的內(nèi)側(cè)面，所述縱向千斤頂(15)的輸出端對應(yīng)與第一試驗(yàn)腔室(2)縱向后側(cè)壁和第三試驗(yàn)腔室(4)縱向前側(cè)壁之間設(shè)置有第一鋼珠板(16)和第一固定板(17)，所述第一鋼珠板(16)固定連接在所述縱向千斤頂(15)的輸出端，所述第一固定板(17)對應(yīng)固定設(shè)置在所述第一試驗(yàn)腔室(2)縱向后側(cè)壁和第三試驗(yàn)腔室(4)縱向前側(cè)壁外側(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可施加三軸應(yīng)力的穿越活動斷裂帶隧道錯動破壞的模型試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述第一橫向加載裝置、第二橫向加載裝置和第三橫向加載裝置均包括若干個橫向千斤頂(18)，所述橫向千斤頂(18)的固定座均對應(yīng)固定設(shè)置在所述第一框架(8)、第二框架(9)和第三框架(10)的橫向左側(cè)壁內(nèi)側(cè)，所述橫向千斤頂(18)的輸出端對應(yīng)與第一試驗(yàn)腔室(2)和第三試驗(yàn)腔室(4)橫向左側(cè)壁之間設(shè)置有第二鋼珠板(19)和第二固定板(20)，所述第二鋼珠板(19)固定連接在所述橫向千斤頂(18)的輸出端，所述第二固定板(20)對應(yīng)固定設(shè)置在所述第一試驗(yàn)腔室(2)和第三試驗(yàn)腔室(4)橫向左側(cè)壁外側(cè)；所述橫向千斤頂(18)的輸出端對應(yīng)與第二試驗(yàn)腔室的橫向左側(cè)壁之間設(shè)置有高壓氣囊(29)4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可施加三軸應(yīng)力的穿越活動斷裂帶隧道錯動破壞的模型試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述第一豎向加載裝置、第二豎向加載裝置和第三豎向加載裝置均包括若干個豎向千斤頂(21)，所述豎向千斤頂(21)的固定座均對應(yīng)固定設(shè)置在所述第一框架(8)、第二框架(9)和第三框架(10)的豎向上側(cè)壁內(nèi)側(cè)，所述豎向千斤頂(21)的輸出端對應(yīng)與第一試驗(yàn)腔室(2)和第三試驗(yàn)腔室(4)豎向上側(cè)壁之間設(shè)置有第三鋼珠板(22)和第三固定板(23)，所述第三鋼珠板(22)固定連接在所述豎向千斤頂(21)的輸出端，所述第三固定板(23)對應(yīng)固定設(shè)置在所述第一試驗(yàn)腔室(2)和第三試驗(yàn)腔室(4)豎向上側(cè)壁外側(cè)；所述豎向千斤頂(21)的輸出端對應(yīng)與第二試驗(yàn)腔室(3)上側(cè)壁外側(cè)之間設(shè)置有高壓氣囊(29) ο5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可施加三軸應(yīng)力的穿越活動斷裂帶隧道錯動破壞的模型試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述第一框架(8)和第三框架(10)的橫向右側(cè)壁對應(yīng)與所述第一試驗(yàn)腔室(2)和第三試驗(yàn)腔室(4)的橫向右側(cè)壁之間設(shè)置有第四鋼珠板(24)和第四固定板(25)，所述第四鋼珠板(24)對應(yīng)固定設(shè)置在所述第一框架(8)和第三框架(10)的橫向右側(cè)壁內(nèi)側(cè)，所述第四固定板(25)對應(yīng)固定設(shè)在所述第一試驗(yàn)腔室(2)和第三試驗(yàn)腔室(4)的橫向右側(cè)壁外側(cè)；所述第二框架(9)的橫向右側(cè)壁與所述第二試驗(yàn)腔室(3)之間設(shè)置有高壓氣囊(29)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可施加三軸應(yīng)力的穿越活動斷裂帶隧道錯動破壞的模型試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置均包括承力粧(26)和驅(qū)動千斤頂(27)，所述承力粧(26)固定設(shè)置在所述底座(I)橫向兩側(cè)，所述驅(qū)動千斤頂(27)的固定座固定設(shè)置在所述承力粧(26)內(nèi)側(cè)部，所述驅(qū)動千斤頂(27)輸出軸沿橫向設(shè)置，所述驅(qū)動千斤頂(27)輸出端對應(yīng)與所述第一框架(8)和第三框架(10)橫向側(cè)壁連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可施加三軸應(yīng)力的穿越活動斷裂帶隧道錯動破壞的模型試驗(yàn)裝置，通過第一橫向加載裝置、第一縱向加載裝置和第一豎向加載裝置對第一試驗(yàn)腔室內(nèi)試樣進(jìn)行三軸加載，通過第二縱向加載裝置、第三橫向加載裝置和第三豎向加載裝置對第三試驗(yàn)腔室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行三軸加載，通過第一縱向加載裝置和第二縱向加載裝置輸出力以及第二橫向加載裝置、第二豎向加載裝置對第二試驗(yàn)腔室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行三軸加載；通過第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置實(shí)現(xiàn)第一試驗(yàn)腔室和第三試驗(yàn)腔室錯向移動，以實(shí)現(xiàn)對活動斷裂帶上、下盤與斷裂帶內(nèi)軟弱地質(zhì)體之間相對錯動的模擬，以獲得活動斷裂帶錯動時斷裂帶內(nèi)地質(zhì)體的位移分布模式及其演化規(guī)律，為揭示隧道(洞)圍巖響應(yīng)，科學(xué)設(shè)計(jì)支護(hù)體系提供可靠的實(shí)驗(yàn)手段。
【IPC分類】G01N3/08
【公開號】CN105067438
【申請?zhí)枴緾N201510519126
【發(fā)明人】周輝, 沈崢, 朱國金, 張傳慶, 胡大偉, 盧景景, 渠成堃
【申請人】中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月21日