CN102636398B - 模拟冲击型岩爆的实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种模拟冲击型岩爆的实验方法，包括如下步骤：制作具有贯穿孔洞或者半截孔洞的岩样试件；向所述岩样试件加载三向初始静载应力；向岩样试件加载扰动载荷0.5-10分钟，观察岩样试件的贯穿孔洞或者半截孔洞内表面是否有剥落现象；观察孔洞内表面是否出现剥落现象，若出现并进一步被破坏，则观察、记录该破坏过程，若未出现则提高向岩样试件加载的静载应力值，或者提高扰动载荷强度继续重复实验过程，直至岩样试件进入破坏过程，观察、记录该破坏过程，冲击岩爆实验结束。本发明在扰动载荷作用下成功诱发岩样试件的岩爆现象发生，通过研究岩样试件的岩爆现象的机理，为逐步了解和掌握实际岩爆现象的本质奠定了基础。

Description

模拟冲击型岩爆的实验方法

技术领域

本发明涉及深部矿山工程岩体力学和岩土工程研究领域，特别涉及一种模拟冲击型岩爆的实验方法。

背景技术

随着矿山、水利水电、铁路(公路)交通隧道等岩土工程向深部发展，岩爆作为一种深部矿井中一种非常危险的灾害现象，其发生越来越频繁。岩爆具有突发性、猛烈性，破坏时弹射出的岩石碎块携带着大量的能量，会对设备和人员造成威胁，严重的还会危及生命。

众所周知，爆破是目前大型水利、隧道、矿山工程、核电工程岩体开挖必不可少的施工手段。炸药在岩体中爆炸瞬时释放出大量的爆炸能，产生爆炸冲击波和应力波，以动载荷的形式作用于周围岩体，使周围岩体产生破碎和损伤，甚至发生岩爆。而目前的有关岩爆的实验室模拟实验方法大都是基于静载荷作用下实施的，未见有在开挖或者爆破等扰动因素作用下的实验方法。由于深部岩体特有的力学特征，加上目前人类对进入深部岩体的规律研究时间不久，对于扰动因素作用下的岩爆发生规律的认识尚浅。所以在工程开挖、爆破过程中，为了研究岩体在开挖、爆破等扰动因素作用下的情况，本申请发明人对基于扰动因素作用下的岩爆现象进行实验室模拟，提出了一种模拟冲击型岩爆的实验方法。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的缺陷，提供一种基于扰动因素作用的模拟冲击型岩爆的实验方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的一种模拟冲击型岩爆的实验方法，包括如下步骤：

S1、制作具有贯穿孔洞或者半截孔洞的岩样试件；

S2、向所述岩样试件加载三向初始静载应力，并保载，模拟开挖巷道受静载应力作用的情况；

S3、向所述岩样试件加载一向或两向或三向扰动载荷0.5-10分钟，观察岩样试件的贯穿孔洞或者半截孔洞内表面是否有剥落现象，其中的扰动载荷用以模拟开挖、爆破、地震或者机械振动波形；

S4、在所述步骤S3的扰动载荷作用下，如果观察到孔洞内表面出现剥落现象，继续保持S3步骤中的扰动载荷加载状态0.5-10分钟观察岩样试件是否进一步被破坏，如果岩样试件进入破坏过程，则观察、记录该破坏过程，冲击岩爆实验结束；如果岩样试件没有进一步被破坏，则停止载荷扰动加载，并提高向岩样试件加载的三向初始静载应力中的一向或两向或三向静载应力值，并保载，重复上述步骤S3及步骤S4前述步骤，直到岩样试件进入破坏过程，观察、记录该破坏过程，冲击岩爆实验结束；

S5、在所述步骤S3的扰动载荷作用下，如果没有观察到岩样试件孔洞内表面出现剥落现象，继续保持S3步骤中的扰动载荷加载状态2-10分钟观察岩样试件是否出现剥落现象，如果岩样试件孔洞内表面出现剥落现象，则重复上述步骤S4；如果岩样试件孔洞内表面没有出现剥落现象，则运行以下步骤：S51停止扰动加载，并提高向岩样试件加载的一向或两向或三向静载应力值，并保载；S52向所述岩样试件加载一向或两向或三向扰动载荷0.5-10分钟，观察岩样试件的贯穿孔洞或者半截孔洞内表面是否有剥落现象；S53如果岩样试件孔洞内表面出现剥落现象，则重复上述步骤S4；S54如果岩样试件孔洞内表面没有出现剥落现象，继续保持S52步骤中的扰动载荷加载状态2-10分钟观察岩样试件是否出现剥落现象；S55如果岩样试件孔洞内表面出现剥落现象，则重复上述步骤S4；S56如果岩样试件孔洞内表面没有出现剥落现象，则重复上述步骤S51、S52、S53、S54、S55。

本发明的另一种模拟冲击型岩爆的实验方法，包括如下步骤：

S1、制作具有贯穿孔洞或者半截孔洞的岩样试件；

S2、向所述岩样试件加载三向初始静载应力，并保载，模拟开挖巷道受静载应力作用的情况；

S3、向所述岩样试件加载一向或两向或三向扰动载荷0.5-10分钟，观察岩样试件的贯穿孔洞或者半截孔洞内表面是否有剥落现象，其中的扰动载荷用以模拟开挖、爆破、地震或者机械振动波形；

S4、在所述步骤S3的扰动载荷作用下，如果观察到孔洞内表面出现剥落现象，继续保持S3步骤中的扰动载荷加载状态0.5-10分钟观察岩样试件是否进一步被破坏，如果岩样试件进入破坏过程，则观察、记录该破坏过程，冲击岩爆实验结束；如果岩样试件没有进一步被破坏，则停止载荷扰动加载，并提高一向或两向或三向扰动载荷的强度值，以该强度值的一向或两向或三向扰动载荷，重复上述步骤S3及步骤S4前述步骤，直到岩样试件进入破坏过程，则观察、记录该破坏过程，冲击岩爆实验结束；

S5、在所述步骤S3的扰动载荷作用下，如果没有观察到岩样试件孔洞内表面表面出现剥落现象，继续保持S3步骤中的扰动载荷加载状态2-10分钟观察岩样试件是否出现剥落现象，如果岩样试件孔洞内表面出现剥落现象，则重复上述步骤S4；如果岩样试件孔洞内表面没有出现剥落现象，则运行以下步骤：S51停止扰动加载，并提高一向或两向或三向扰动载荷的强度值，S52以该强度值的一向或两向或三向扰动载荷向所述岩样试件加载0.5-10分钟观察岩样试件是否剥落现象，S53如果岩样试件孔洞内表面出现剥落现象，则重复上述步骤S4；S54继续保持S52步骤中的扰动载荷加载状态2-10分钟观察岩样试件是否出现剥落现象，S55如果岩样试件孔洞内表面出现剥落现象，则重复上述步骤S4；S56如果岩样试件孔洞内表面没有出现剥落现象，则重复上述步骤S51、S52、S53、S54、S55。

进一步地，上述模拟冲击型岩爆的实验方法中：

所述步骤S1中，岩样试件取自于拟开挖现场处的岩体。

所述步骤S4、S5中，在岩样试件未被破坏而停止扰动后，提高向岩样试件加载的一向或两向或三向静载应力值，提高的幅度为所述步骤S3中向岩样试件加载的扰动载荷的强度。

所述步骤S2中，静载应力的加载方式为力加载方式或变位加载方式，其中，当采用变位加载方式时，加载速率为0.004-0.2mm/s，当采用力加载方式时，加载速率为0.05-2kN/s。

所述步骤S1中的岩样试件中的贯穿孔洞或者半截孔洞的横面呈圆形、半圆形或者马蹄形。

所述步骤S1中的岩样试件带有节理结构，该带有节理结构的岩样试件由现场取回加工而成，或按如下方法制成：(1)制作若干块5～10mm厚的石膏板或者3～8mm厚的树脂板，并风干；(2)用粘接剂将风干好的石膏板或树脂板若干片粘接在一起形成层叠体，风干；(3)节理走向将风干好的层叠体切割成所需要的尺寸，并在中心线位置加工出孔洞，获得带有节理结构的岩样试件。

所述步骤S3中，所述扰动载荷的扰动信号包括：循环波扰动信号、单脉冲扰动信号、阶跃脉冲扰动信号、噪声波扰动信号，或者是上述任一种循环波扰动信号与斜坡波叠加在一起形成的复合波扰动信号，或者是所述复合波扰动信号与噪声波扰动信号叠加在一起形成的叠加扰动信号。

其中，还包括录像步骤和/或拍照步骤，当岩样试件表面有现象产生时，用微型摄像头对破坏过程进行摄像和/或拍照。

由上述技术方案可知，本发明的模拟冲击型岩爆的实验方法的优点和积极效果在于：本发明的模拟冲击型岩爆的实验方法中，岩样试件带有孔洞，这真实地模拟了开挖或者爆破现场隧道等的实际状态。本发明中通过对岩样试件在一个、两个或者三个方向施加静应力载荷及扰动载荷真实模拟了开挖或者爆破现场隧道等承受静应力以及承受扰动载荷的情况，根据实验设计，可以根据地质深度不同向岩样试件加载不同的静应力载荷及扰动载荷，并且进一步根据开挖现场的实际状况设计不同形式的扰动载荷，如脉冲波或者噪声波等，以真实模拟由于机械振动、地震、人为开挖动作等产生的扰动载荷。本发明在扰动载荷作用下成功诱发岩样试件的岩爆现象发生，通过研究岩样试件的岩爆现象的机理，为逐步了解和掌握实际岩爆现象的本质奠定了基础。特别是，当所用的岩样试件是取自于开挖或者爆破现场时，通过模拟该岩样试件的岩爆灾害现象，并对岩爆过程及现象进行充分分析，就有利于较准确地找到对开挖或者爆破冲击作用敏感的薄弱部位，从而针对该薄弱部位，采取加强支护措施，达到维护施工安全的目的，确保采矿等工作的顺利进行。

本发明中通过以下参照附图对优选实施例的说明，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更加明显。

附图说明

图1是本发明模拟冲击型岩爆的实验方法第一实施例的流程图；

图2A至图2E是本发明模拟冲击型岩爆的实验方法中所使用的各种试件的结构示意图；

图3是本发明模拟冲击型岩爆的实验方法第一实验例的实验路线图；

图4A至图4F是本发明模拟冲击型岩爆的实验方法第一实验例中，实验过程中所拍摄的岩爆过程的照片；

图5表示本发明模拟冲击型岩爆的实验方法第一实验例中，向岩样试件上加载扰动载荷信号的原理图；

图6是本发明模拟冲击型岩爆的实验方法第二实施例的流程图；

图7是本发明模拟冲击型岩爆的实验方法第二实验例的实验路线图；

图8A至图8F是本发明模拟冲击型岩爆的实验方法第二实验例中，实验过程中所拍摄的岩爆过程的照片。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。

本发明的模拟冲击型岩爆的实验方法实施例中，X轴方向、Y轴方向和Z轴方向相互垂直，构成三维空间，X轴方向、Z轴方向为水平方向，Y轴方向为竖直方向。

实施例1

如图1所示，本发明的模拟冲击型岩爆的实验方法第一实施例，包括如下步骤：

S1、制作岩样试件60，岩样试件60中央具有截面呈圆形的贯穿孔洞61(见图2A)或者呈圆形的半截孔洞62(见图2B)或者呈马蹄形贯穿孔洞63(见图2C)或者呈马蹄形的半截孔洞64(见图2D)。岩样试件60中的孔洞主要是贯穿孔洞和半截孔洞，但孔洞的截面形状可以多种多样，不限于圆形或马蹄形。该岩样试件可以是实验室制作，也可以是取自于拟开挖现场处的岩体，采用拟开挖现场处的岩体不但可以研究岩爆发生的机理，还可以对实际的现场开挖、爆破起到指导作用。

S2、向岩样试件加载三向初始静载应力，并保载，以模拟开挖巷道受静载应力的情况。其中静载应力的加载方式为力加载方式或变位加载方式，其中，当采用变位加载方式时，加载速率为0.004-0.2mm/s，当采用力加载方式时，加载速率为0.05-2kN/s。

S3、向岩样试件加载一向或两向或三向扰动载荷0.5-10分钟，观察岩样试件的贯穿孔洞或者半截孔洞内表面是否有剥落现象，其中的扰动载荷用以模拟开挖、爆破、地震或者机械振动波形。

S4、在步骤S3的扰动载荷作用下，如果观察到孔洞内表面出现剥落现象，继续保持S3步骤中的扰动载荷加载状态0.5-10分钟观察岩样试件是否进一步被破坏，如果岩样试件没有进一步被破坏，则停止载荷扰动加载，并提高向岩样试件加载的一向或两向或三向静载应力值，一向或两向或三向静载应力值增加的量可以是步骤S3中向岩样试件加载的扰动载荷的强度，当然不以此为限，也可以是其他量，提高了岩样试件的三向静载应力值后，重复上述步骤S2及以下实验步骤；如果岩样试件进入破坏过程，则观察、记录该破坏过程，冲击岩爆实验结束；另外的一种情况：在步骤S3的扰动载荷作用下，孔洞内表面出现剥落现象，紧接着出现进一步破坏现象并发展为岩爆，则直接观察记录该破坏过程，冲击岩爆实验结束。

S5、在步骤S3的扰动载荷作用下，如果没有观察到岩样试件孔洞内表面出现剥落现象，继续保持S3步骤中的扰动载荷加载状态2-10分钟观察岩样试件是否出现剥落现象，如果岩样试件孔洞内表面出现剥落现象，则重复上述步骤S4及以下实验步骤；如果岩样试件孔洞内表面没有出现剥落现象，则停止扰动加载，并提高向岩样试件加载的一向或两向或三向静载应力值，三向静载应力值增加的量可以是步骤S3中向岩样试件加载的扰动载荷的强度，当然不以此为限，也可以是其他量，提高了岩样试件的三向静载应力值后，重复上述步骤S2及以下实验步骤；如果岩样试件进入破坏过程则观察、记录好冲击岩爆过程实验路线图、振幅及频率、发生的现象及时刻、应力、应变等，冲击岩爆实验结束。

在上述实验过程中，还包括用微型摄像头对破坏过程进行摄像或者拍照步骤，即当观察到岩样试件表面有剥落现象时和/或当岩样试件进入被破坏过程时，用微型摄像头对破坏过程进行摄像或者拍照，或者同时进行拍照和摄像。

如图2E所示，上述实验的步骤S1中还可以制成带有节理结构的岩样试件，具体由如下方法制成：(1)模拟现场岩体配比制作若干块5～10mm厚的石膏板或者3～8mm厚的树脂板，并风干；(2)用粘接剂将风干好的石膏板或树脂板若干片粘接在一起形成层叠体，风干；(3)模拟现场岩体节理走向将风干好的层叠体切割成所需要的尺寸，例如，160×160×160mm的正方体，并在中心线位置加工出孔洞，获得带有节理结构的岩样试件。这种带有节理结构的岩样试件也可以由拟开挖或者爆破的现场取回再进行加工而形成。

如表一所示，上述实验的S3步骤中，向岩样试件加载的扰动载荷信号可以是：循环波扰动信号、单脉冲扰动信号(用于模拟冲击地压、爆破瞬间冲击)、阶跃脉冲扰动信号、噪声波扰动信号(用于模拟施工机械振动、矿车运行振动和地震波扰动信号)，或者是上述任一种循环波扰动信号与斜坡波叠加在一起形成的复合波扰动信号，或者是所述复合波扰动信号与噪声波扰动信号叠加在一起形成的叠加扰动信号。其中，单脉冲扰动信号包括正弦波、三角形波、正锯齿波、方波等，单脉冲扰动信号的脉宽和脉冲幅值均能调节；阶跃脉冲扰动信号包括半正弦波、半三角形波、半正锯齿波、半方波等，阶跃脉冲扰动信号的脉宽和脉冲幅值均均能调节。下面例举了一些典型的扰动载荷信号类型，如表一所示。

表一

实验例1

参见图3、图4A至图4F。使用上述第一实施例的模拟冲击型岩爆的实验方法，其中岩样试件为拟开挖现场采集的砂岩岩体，是一个110×110×110mm的正方体，其具有直径为50mm的圆形贯穿孔洞。该岩样试件的单轴强度为68MPa，步骤S2中，向岩样试件加载的三向初始静载应力为分别为：X向静应力FX：30kN，Y向静应力FY：290kN，Z向静应力FZ：50kN，采用力加载方式时，加载速率为0.5kN/s，步骤S3中的扰动载荷类型为方波(波幅为0.1mm，频率为0.05HZ)，仅在Y向扰动，扰动载荷施加3分钟，岩样试件贯穿孔洞内无剥落现象，停止扰动；提高Y向静应力至320kN；施加同种扰动载荷观察3分钟，岩样试件贯穿孔洞内仍无剥落现象，停止扰动；再次提高Y向静应力至350kN，施加同种扰动载荷，观察到岩样试件贯穿孔洞内表面出现剥落、裂纹现象，同时伴随有声响，保持该载荷状态3分钟，裂纹未扩展，无进一步破坏，停止扰动；又提高Y向静应力至380kN，施加同种扰动载荷，岩样试件发生剧烈岩爆现象，大量碎屑片喷射，并伴随巨大声响，实验停止。

图4A至图4F是上述实验过程中微摄像头拍摄的照片：图4A显示岩样试件贯穿孔洞内表面产生剥落现象，并有裂纹扩展；图4B显示岩爆发生，大量碎屑片喷射，可听见声响；图4C显示岩爆现象减弱，碎屑片弹射；图4D显示少量碎屑片弹射，声响减小；图4E显示碎屑片微弱弹射，声响几乎消失；图4F显示岩爆结束，产生明显裂纹，声响消失。

如图5所示，本发明中，可通过控制系统对岩样试件加载扰动载荷信号。其中控制系统包括即各自独立又相互协调的三套控制系统，分别用于在X轴方向、Y轴方向的Z轴方向向岩样试件加载扰动载荷。每个控制系统都有力(应力)和作动器位移(应变)等控制参数，当其中之一被选择，就可构成被选择参数的控制回路，未被选择的参数(欲求取的试验结果)为被选择的参数(试验条件)的函数；控制系统全部数字化，由控制器控制，每个控制系统的组成和工作原理都相同。如图5所示，控制系统包括：多个传感器、液压源和控制器，其中，多个传感器分别用于采集岩样试件的所受到的力、位移或者变形量；液压源包括泵站和伺服阀，泵站用于向X向加载液压缸和/或Y向加载液压缸和/或Z向加载液压缸提供液压油，伺服阀包括至少一个调节阀和至少一个换向阀；控制器用于接收多个传感器采集的信号，并与输入的给定扰动载荷信号值进行比较得出差值，控制器根据该差值进行修正调节，控制调节阀的开度，进而控制X向加载液压缸和/或Y向加载液压缸和/或Z向加载液压缸各自的进油量或者回油量以及进油速度或者回油速度，进一步控制X向加载液压缸和/或Y向加载液压缸和/或Z向加载液压缸各自的活塞杆所移动的位移长度或各自所受的力的大小，同时控制器控制换向阀换向，最终使X向加载液压缸和/或Y向加载液压缸和/或Z向加载液压缸各自的活塞杆所移动伸缩移的长度或各自所受的力的大小与输入的扰动载荷信号所表达的力、位移或者变形量相一致。本发明中的控制系统还具有报警功能，当传感器测量到的值超过设定的极限控制值范围时报警，控制器控制伺服阀关闭，切断油路，撤出油压，保护岩样试件不被意外破坏，同时，将泵站停止工作；当给定扰动载荷信号值超过设定的极限控制值范围时也会报警。另外，本发明中的控制系统可以针对传感器所测量的数据进行数据处理：提取传感器测量到的信号值并推导出有价值、有意义的数据，例如生成力-时间曲线、位移-时间曲线、应力-应变关系曲线等。

本发明中，液压源输出大量的高压油进入伺服阀，操作者按试验目的选择控制参数(或试验力，或试件变形，或活塞行程)和给定扰动载荷信号，给定扰动载荷信号输入到比较器与传感器测量到的值比较后得到比较差值，经差值修正后驱动伺服阀，通过伺服阀(可采作现有结构)将电量变成油流量驱动液压缸活塞使岩样试件受力，通过传感器将非电物理量(力、变形和位移)变成电量，经放大后与给定信号在比较器里比较，输出差值通过调节器调节修正偏差使岩样试件受控的非电物理量以一定精度快而准地跟踪给定信号。

当然，本发明中扰动载荷的加载方式也可以选用其他任何现有的方式。实际上，与静载荷的加载方式基本相同，只是静载荷加载方式中，应力值是呈线性变化的，而在扰动载荷加载方式中，应力值是与所选定的扰动信号变化相一致的。

实施例2

如图6所示，本发明的模拟冲击型岩爆的实验方法第二实施例的步骤与第一实施例的步骤基本相同，不同之处仅在于：第一实施例的步骤S4、S5中，当岩样试件未发生岩爆时，在提高加载在岩样试件上的三向静应力值后，重复余下的实验步骤(即重复步骤S2及以下的实验步骤)；而在第二实施例的步骤S4、S5中，当岩样试件未发生岩爆时，在提高加载在岩样试件上的扰动载荷后，重复余下的实验步骤(即重复步骤S3及以下的实验步骤)，并最终成功引发岩爆现象发生。该第二实施例的其余与第一实施例相同的部分，这里不再赘述。

实验例2

参见图7。使用上述第二实施例的模拟冲击型岩爆的实验方法，其中岩样试件为拟开挖现场采集的砂岩岩体，是一个110×110×110mm的正方体，其具有直径为50mm的圆形贯穿孔洞，单轴强度为73MPa，步骤S2中，向岩样试件加载的三向初始静载应力为分别为：X向静应力FX：30kN，Y向静应力FY：350kN，Z向静应力FZ：50kN，采用力加载方式时，加载速率为0.5kN/s；步骤S3中的扰动载荷类型为方波(波幅0.1mm，频率0.05HZ)，仅在Y向扰动，施加扰动载荷3分钟，岩样试件贯穿孔洞内无现象，停止扰动；增大Y向扰动强度，即将Y向扰动载荷的波幅提高到0.2mm，频率仍为0.05HZ，立刻观察到岩样试件贯穿孔洞内表面有剥落、裂纹现象产生，同时伴随有声响，保持该载荷状态3分钟，裂纹未扩展，岩样试件贯穿孔洞内表面无继续破坏，停止扰动；再次提高扰动载荷的波幅至0.3mm，频率仍为0.05HZ，岩样试件立刻发生剧烈岩爆现象，大量碎屑片喷射，并伴随巨大声响，实验停止。

图8A至图8F是上述实验过程中微摄像头拍摄的照片：图8A显示岩样试件贯穿孔洞内表面产生剥落现象，并有裂纹扩展；图8B显示岩爆发生，有碎屑片喷射，并伴随巨大声响；图8C显示岩爆现象增强，大量碎屑片喷射，声响增大；图8D显示岩爆减弱，碎屑片弹射，声响减小；图8E岩爆结束，试件断裂，垮塌；图7F显示试件完全垮塌破坏。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (20)

1.一种模拟冲击型岩爆的实验方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、制作具有贯穿孔洞或者半截孔洞的岩样试件；

S2、向所述岩样试件加载三向初始静载应力，并保载，模拟开挖巷道受静载应力作用的情况；

S3、向所述岩样试件加载一向或两向或三向扰动载荷0.5-10分钟，观察岩样试件的贯穿孔洞或者半截孔洞内表面是否有剥落现象，其中的扰动载荷用以模拟开挖、爆破、地震或者机械振动波形；

S4、在所述步骤S3的扰动载荷作用下，如果观察到孔洞内表面出现剥落现象，继续保持S3步骤中的扰动载荷加载状态0.5-10分钟观察岩样试件是否进一步被破坏，如果岩样试件进入破坏过程，则观察、记录该破坏过程，冲击岩爆实验结束；如果岩样试件没有进一步被破坏，则停止载荷扰动加载，并提高向岩样试件加载的三向初始静载应力中的一向或两向或三向静载应力值，并保载，重复上述步骤S3及步骤S4前述步骤，直到岩样试件进入破坏过程，观察、记录该破坏过程，冲击岩爆实验结束；

S5、在所述步骤S3的扰动载荷作用下，如果没有观察到岩样试件孔洞内表面出现剥落现象，继续保持S3步骤中的扰动载荷加载状态2-10分钟观察岩样试件是否出现剥落现象，如果岩样试件孔洞内表面出现剥落现象，则重复上述步骤S4；如果岩样试件孔洞内表面仍没有出现剥落现象，则运行以下步骤：S51停止扰动加载，并提高向岩样试件加载的一向或两向或三向静载应力值，并保载；S52向所述岩样试件加载一向或两向或三向扰动载荷0.5-10分钟，观察岩样试件的贯穿孔洞或者半截孔洞内表面是否有剥落现象；S53如果岩样试件孔洞内表面出现剥落现象，则重复上述步骤S4；S54如果岩样试件孔洞内表面没有出现剥落现象，继续保持S52步骤中的扰动载荷加载状态2-10分钟观察岩样试件是否出现剥落现象；S55如果岩样试件孔洞内表面出现剥落现象，则重复上述步骤S4；S56如果岩样试件孔洞内表面没有出现剥落现象，则重复上述步骤S51、S52、S53、S54、S55。

2.如权利要求1所述的模拟冲击型岩爆的实验方法，其特征在于，所述步骤S1中，岩样试件取自于拟开挖现场处的岩体。

3.如权利要求1所述的模拟冲击型岩爆的实验方法，其特征在于，所述步骤S4、S5中，在岩样试件未被破坏而停止扰动后，提高向岩样试件加载的一向或两向或三向静载应力值，提高的幅度为所述步骤S3中向岩样试件加载的扰动载荷的强度。

4.如权利要求1所述的模拟冲击型岩爆的实验方法，其特征在于，所述步骤S2中，静载应力的加载方式为力加载方式或变位加载方式，其中，当采用变位加载方式时，加载速率为0.004-0.2mm/s，当采用力加载方式时，加载速率为0.05-2kN/s。

5.如权利要求1所述的模拟冲击型岩爆的实验方法，其特征在于，所述步骤S1中的岩样试件中的贯穿孔洞或者半截孔洞的横面呈圆形、半圆形或者马蹄形。

6.如权利要求1所述的模拟冲击型岩爆的实验方法，其特征在于，所述步骤S1中的岩样试件带有节理结构，该带有节理结构的岩样试件由现场取回加工而成，或按如下方法制成：

(1)制作若干块5～10mm厚的石膏板或者3～8mm厚的树脂板，并风干；

(2)用粘接剂将风干好的石膏板或树脂板若干片粘接在一起形成层叠体，风干；

(3)节理走向将风干好的层叠体切割成所需要的尺寸，并在中心线位置加工出孔洞，获得带有节理结构的岩样试件。

7.如权利要求1所述的模拟冲击型岩爆的实验方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述扰动载荷的扰动信号为循环波扰动信号、单脉冲扰动信号、阶跃脉冲扰动信号或噪声波扰动信号。

8.如权利要求1所述的模拟冲击型岩爆的实验方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述扰动载荷的扰动信号为循环波扰动信号、单脉冲扰动信号、阶跃脉冲扰动信号或噪声波扰动信号中任一种与斜坡波叠加在一起形成的复合波扰动信号。

9.如权利要求1所述的模拟冲击型岩爆的实验方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述扰动载荷的扰动信号为循环波扰动信号、单脉冲扰动信号或阶跃脉冲扰动信号中任一种与斜坡波叠加在一起形成复合波扰动信号后再与噪声波扰动信号叠加在一起形成的叠加扰动信号。

10.如权利要求1-9之任一项所述的模拟冲击型岩爆的实验方法，其特征在于，还包括录像步骤和/或拍照步骤，当岩样试件表面有变化时，用微型摄像头对破坏过程进行摄像和/或拍照。

11.一种模拟冲击型岩爆的实验方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、制作具有贯穿孔洞或者半截孔洞的岩样试件；

S2、向所述岩样试件加载三向初始静载应力，并保载，模拟开挖巷道受静载应力作用的情况；

S3、向所述岩样试件加载一向或两向或三向扰动载荷0.5-10分钟，观察岩样试件的贯穿孔洞或者半截孔洞内表面是否有剥落现象，其中的扰动载荷用以模拟开挖、爆破、地震或者机械振动波形；

S4、在所述步骤S3的扰动载荷作用下，如果观察到孔洞内表面出现剥落现象，继续保持S3步骤中的扰动载荷加载状态0.5-10分钟观察岩样试件是否进一步被破坏，如果岩样试件进入破坏过程，则观察、记录该破坏过程，冲击岩爆实验结束；如果岩样试件没有进一步被破坏，则停止载荷扰动加载，并提高一向或两向或三向扰动载荷的强度值，以该强度值的一向或两向或三向扰动载荷，重复上述步骤S3及步骤S4前述步骤，直到岩样试件进入破坏过程，则观察、记录该破坏过程，冲击岩爆实验结束；

S5、在所述步骤S3的扰动载荷作用下，如果没有观察到岩样试件孔洞内表面出现剥落现象，继续保持S3步骤中的扰动载荷加载状态2-10分钟观察岩样试件是否出现剥落现象，如果岩样试件孔洞内表面出现剥落现象，则重复上述步骤S4；如果岩样试件孔洞内表面仍没有出现剥落现象，则运行以下步骤：S51停止扰动加载，并提高一向或两向或三向扰动载荷的强度值，S52以该强度值的一向或两向或三向扰动载荷向所述岩样试件加载0.5-10分钟观察岩样试件是否剥落现象，S53如果岩样试件孔洞内表面出现剥落现象，则重复上述步骤S4；S54继续保持S52步骤中的扰动载荷加载状态2-10分钟观察岩样试件是否出现剥落现象，S55如果岩样试件孔洞内表面出现剥落现象，则重复上述步骤S4；S56如果岩样试件孔洞内表面没有出现剥落现象，则重复上述步骤S51、S52、S53、S54、S55。

12.如权利要求11所述的模拟冲击型岩爆的实验方法，其特征在于，所述步骤S1中，岩样试件取自于拟开挖现场处的岩体。

13.如权利要求11所述的模拟冲击型岩爆的实验方法，其特征在于，所述步骤S4、S5中，在岩样试件未被破坏而停止扰动后，所述的实验方法还包括如下步骤：提高向岩样试件加载的三向初始静载应力值的一向或两向或三向初始静载应力值，提高的幅度为所述步骤S3中向岩样试件加载的扰动载荷的强度。

14.如权利要求11所述的模拟冲击型岩爆的实验方法，其特征在于，所述步骤S2中，静载应力的加载方式为力加载方式或变位加载方式，其中，当采用变位加载方式时，加载速率为0.004-0.2mm/s，当采用力加载方式时，加载速率为0.05-2kN/s。

15.如权利要求11所述的模拟冲击型岩爆的实验方法，其特征在于，所述步骤S1中的岩样试件中的贯穿孔洞或者半截孔洞的横面呈圆形、半圆形或者马蹄形。

16.如权利要求11所述的模拟冲击型岩爆的实验方法，其特征在于，所述步骤S1中的岩样试件带有节理结构，该带有节理结构的岩样试件现场取回加工而成，或按由如下方法制成：

(1)制作若干块5～10mm厚的石膏板或者3～8mm厚的树脂板，并风干；

(2)用粘接剂将风干好的石膏板或树脂板若干片粘接在一起形成层叠体，风干；

(3)节理走向将风干好的层叠体切割成所需要的尺寸，并在中心线位置加工出孔洞，获得带有节理结构的岩样试件。

17.如权利要求11所述的模拟冲击型岩爆的实验方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述扰动载荷的扰动信号为循环波扰动信号、单脉冲扰动信号、阶跃脉冲扰动信号或噪声波扰动信号。

18.如权利要求11所述的模拟冲击型岩爆的实验方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述扰动载荷的扰动信号为循环波扰动信号、单脉冲扰动信号、阶跃脉冲扰动信号或噪声波扰动信号中任一种与斜坡波叠加在一起形成的复合波扰动信号。

19.如权利要求11所述的模拟冲击型岩爆的实验方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述扰动载荷的扰动信号为循环波扰动信号、单脉冲扰动信号或阶跃脉冲扰动信号中任一种与斜坡波叠加在一起形成复合波扰动信号后再与噪声波扰动信号叠加在一起形成的叠加扰动信号。

20.如权利要求11-17之任一项所述的模拟冲击型岩爆的实验方法，其特征在于，还包括录像步骤和/或拍照步骤，当岩样试件表面有变化时，用微型摄像头对破坏过程进行摄像和/或拍照。