本實用新型屬于巖土工程技術(shù)領域，具體涉及一種適用于室內(nèi)研究沖擊地壓發(fā)生時巖石爆裂過程模擬試驗裝置。

背景技術(shù)：

沖擊地壓是巖石工程中圍巖體的突然破壞，并伴隨著巖體中應變能的突然釋放，是一種巖石破裂過程失穩(wěn)現(xiàn)象。往往造成開挖工作面的嚴重破壞、設備損壞和人員傷亡，已成為巖石地下工程和巖石力學領域的世界性難題。

研究沖擊地壓發(fā)生規(guī)律，不僅要通過理論分析、現(xiàn)場觀測，更要通過模擬實驗來探索其本質(zhì)規(guī)律。而根據(jù)現(xiàn)理論分析認為，在室內(nèi)模擬巖石爆裂現(xiàn)象，關鍵問題在于煤、巖試件受到爆裂破壞的過程中圍壓很難繼續(xù)保持，也就是存在“支承效應”問題。通過合理的加載方式，實現(xiàn)迅速補充加載的巖石爆裂實驗室模擬，一直以來都是巖體工程領域探索的前沿課題之一。

為了實現(xiàn)對試件迅速補充加載，有學者提出了鋼絞線加載系統(tǒng)和彈簧加載系統(tǒng)。但是彈簧加載系統(tǒng)存在加載剛度和荷載有限的缺點，而鋼絞線加載系統(tǒng)雖然加載剛度和荷載提高了，但由于鋼絞線材料限制，回彈效果有限，限制了其補充加載的效果。因此目前沒有設備能夠真正實現(xiàn)對試件迅速補充加載。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提出了一種可以使煤、巖試件承受一定荷載爆裂后能夠及時得到補充加載的單軸模擬試驗裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型可采用下述技術(shù)方案：

一種巖石爆裂單軸模擬試驗裝置, 其特征在于：包括試件、底座、加載蓋、加載油缸、下加載墊塊、上加載墊塊、反力鋼絞線、強力彈簧、彈簧墊板和油源；所述的試件，為正方塊形狀；所述的底座，左右兩端各有一排相間排列的通孔，通孔下部有圓柱型凹槽；所述的加載蓋，為上下大小不同的長方體凸臺形狀，其左右兩端各有一排相間排列的通孔；所述的加載油缸，與油源相連；所述的下加載墊塊，為長方體形狀，其上部開有正方形凹槽；所述的上加載墊塊，為長方體形狀，其下部開有正方形凹槽；所述的反力鋼絞線，共有兩排，其中任意一條的一端通過螺栓固定在底座上，另一端通過螺栓固定在加載蓋上；所述的彈簧墊板，為圓餅形狀。

在上述的一種巖石爆裂單軸模擬試驗裝置中,所述的試件上下端分別放置于上加載墊塊和下加載墊塊的凹槽中，其作用在于限定試件的安裝位置，在實驗過程中防止試件發(fā)生偏斜。

在上述的一種巖石爆裂單軸模擬試驗裝置中,所述的加載油缸下端支撐在底座上，上端與下加載墊塊貼合接觸，并對其施加壓力。

在上述的一種巖石爆裂單軸模擬試驗裝置中,所述的強力彈簧兩端分別焊接至彈簧墊板，組成彈簧-墊板組合體。

在上述的一種巖石爆裂單軸模擬試驗裝置中,包括應力傳感器和位移傳感器，其作用是在實驗過程中監(jiān)測試件受力和變形情況。

在上述的一種巖石爆裂單軸模擬試驗裝置中,所述的彈簧-墊板組合體上下端分別焊接至反力鋼絞線。

本實用新型的原理和優(yōu)點是：

地下工程圍巖的破壞問題可以近似認為是軸對稱問題，因此，取其一部分(即本實用新型所述正方體試件)進行試驗即可反映圍巖整體的性質(zhì)。

根據(jù)目前研究認為，試件破壞迅速并產(chǎn)生一定的位移，普通試驗機加載速度有限；本實用新型通過多根反力鋼絞與強力彈簧代替普通試驗機的立柱對試件施加反力，試件破壞時反力鋼絞線與強力彈簧會瞬間收縮，對試件進行破壞能量的迅速補充，滿足了巖石爆裂的發(fā)生條件；相對于單純反力鋼絞線和單純彈簧加載系統(tǒng)，本實用新型采用的反力鋼絞線和強力彈簧組合可以在獲得更大的剛度和荷載條件的同時具有較大反力的優(yōu)點，能夠真正實現(xiàn)對試件敘述補充加載。

附圖說明

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步說明：

圖1是本巖石爆裂單軸模擬試驗裝置的立體結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本巖石爆裂單軸模擬試驗裝置的立體剖視結(jié)構(gòu)圖。

圖中，1、試件；2、底座；3、加載蓋；4、加載油缸；5、下加載墊塊；6、上加載墊塊；7、反力鋼絞線；8、強力彈簧；9、彈簧墊板。

具體實施方式

以下是本實用新型的具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。

如圖1至圖2所示，本巖石爆裂單軸模擬試驗裝置, 包括試件1、底座2、加載蓋3、加載油缸4、下加載墊塊5、上加載墊塊6、反力鋼絞線7、強力彈簧8、彈簧墊板9和油源。

所述的試件1，為正方塊形狀。

所述的底座2，左右兩端各有一排相間排列的通孔，通孔下部有圓柱型凹槽。

所述的加載蓋2，為上下大小不同的長方體凸臺形狀，其左右兩端各有一排相間排列的通孔。

所述的加載油缸4，與油源相連。

所述的下加載墊塊5，為長方體形狀，其上部開有正方形凹槽。

所述的上加載墊塊6，為長方體形狀，其下部開有正方形凹槽。

所述的反力鋼絞線7，共有兩排，其中任意一條的一端通過螺栓固定在底座2上，另一端通過螺栓固定在加載蓋3上。

所述的彈簧墊板8，為圓餅形狀。

所述的試件1上下端分別放置于上加載墊塊6和下加載墊塊5的凹槽中，其作用在于限定試件1的安裝位置，在實驗過程中防止試件1發(fā)生偏斜。

所述的加載油缸4下端支撐在底座2上，上端與下加載墊塊5貼合接觸，并對其施加壓力。

所述的強力彈簧8兩端分別焊接至彈簧墊板9，組成彈簧-墊板組合體。

所述的彈簧-墊板組合體上下端分別焊接至反力鋼絞線8。

本裝置較好的避免了常規(guī)剛性加壓對荷載造成支撐效應的影響，故較逼真的模擬了巖石爆裂的破壞情況。

本文中所描述的具體實施例，只是本實用新型較優(yōu)選的具體的實施方式的一種，本實用新型所屬技術(shù)領域的技術(shù)人員對本實用新型對所描述的具體實施方式進行的通常變化或替換都應包含在本實用新型的保護范圍內(nèi)。