CN114112768A - 一种高聚能联合破障试验系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高聚能联合破障试验系统及方法。该系统包括：试验舱；岩样监测系统，包括计算机控制系统和通讯连接于计算机控制系统的岩样监测组件；用于向试验舱中的岩样加压的围压加载系统，围压加载系统通讯连接于计算机控制系统；用于向试验舱注入渗流液体的岩石渗流系统，岩石渗流系统通讯连接于计算机控制系统；用于提供微波照射试验舱中的岩样的微波致裂系统，微波致裂系统通讯连接于计算机控制系统；用于挤压破碎试验舱中的岩样的刀具加载系统，刀具加载系统通讯连接于计算机控制系统。采用该系统，在试验时，围压加载系统、岩石渗流系统、微波致裂系统、刀具加载系统可相互配合操作，可得到更加有效的试验结果。
Description
技术领域
本发明涉及掘进机技术领域，尤其是涉及一种高聚能联合破障试验系统及方法。
背景技术
隧道掘进机广泛用于地铁隧道、过江隧道、引水隧道的施工，主要采用机械刀具进行开挖。当遇到硬岩、裂隙、桩基等特殊地层时，刀具经常会出现偏磨、磨损量大、贯入量低等问题，无法满足隧道快速施工的要求。如果在刀具破岩前，预先使用微波高聚能照射岩石，使其受到损伤，有效降低岩石的点荷载强度、单轴抗压强度和抗拉强度等力学特性，有利于提高刀具的使用寿命和TBM的掘进速率，故“微波+机械刀具”高聚能联合破岩方法是一种重要的隧道开挖新技术。
目前，国内外开展的微波破障试验大多采用常规的工业微波炉作为微波源，设备功能单一，无法模拟不同的地质条件，无法适用实际工况需求，因此现有试验装置所获取的试验参数是难以有效地指导实际的联合破岩施工。
因此，如何得到更加有效的试验结果，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种高聚能联合破障试验系统，能够得到更加有效的试验结果。本发明的另一目的是提供一种应用上述高聚能联合破障试验系统的方法，能够得到更加有效的试验结果。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高聚能联合破障试验系统，包括：
试验舱；
岩样监测系统，包括计算机控制系统和通讯连接于所述计算机控制系统的岩样监测组件；
用于向所述试验舱中的岩样加压的围压加载系统，所述围压加载系统通讯连接于所述计算机控制系统；
用于向所述试验舱注入渗流液体的岩石渗流系统，所述岩石渗流系统通讯连接于所述计算机控制系统；
用于提供微波照射所述试验舱中的岩样的微波致裂系统，所述微波致裂系统通讯连接于所述计算机控制系统；
用于挤压破碎所述试验舱中的岩样的刀具加载系统，所述刀具加载系统通讯连接于所述计算机控制系统。
优选地，所述岩样监测组件包括声发射传感器、应力应变传感器、DIC测量仪和红外热成像仪。
优选地，所述围压加载系统包括液压控制系统、液压泵站和加载油缸，所述加载油缸设于所述试验舱中，所述加载油缸连接于所述液压泵站，所述液压泵站通讯连接于所述液压控制系统，所述液压控制系统通讯连接于所述计算机控制系统。
优选地，所述试验舱中，底壁和侧壁上分别设置所述加载油缸。
优选地，所述岩石渗流系统包括储液罐、高压泵站、输液管路、排液管路和集液管，所述试验舱的底部通过所述排液管路连接于所述集液管，所述储液罐通过所述高压泵站连接于所述输液管路，所述输液管路的出口对准所述试验舱的顶部开口，所述高压泵站通讯连接于液压控制系统，所述液压控制系统通讯连接于所述计算机控制系统。
优选地，所述微波致裂系统包括微波发生装置、微波移动平台和微波施加器，所述微波施加器设于所述微波移动平台上，所述微波施加器连接于所述微波发生装置的输出端，所述微波施加器的输出端对准所述试验舱的顶部开口，所述微波发生装置通讯连接于所述计算机控制系统。
优选地，所述刀具加载系统包括移动滑轨、伸缩驱动装置、测力装置和刀具，所述伸缩驱动装置连接于水平的所述移动滑轨上，所述刀具通过所述测力装置连接于所述伸缩驱动装置，所述伸缩驱动装置用于驱动所述刀具在所述试验舱的顶部开口升降运动，所述测力装置、所述伸缩驱动装置均通讯连接于所述计算机控制系统。
一种高聚能联合破障试验方法，应用如上高聚能联合破障试验系统，所述方法包括：
控制所述岩样监测组件监测所述试验舱中的岩样；
根据研究目标控制所述围压加载系统、所述岩石渗流系统、所述微波致裂系统和所述刀具加载系统的启闭情况。
优选地，所述根据研究目标控制所述围压加载系统、所述岩石渗流系统、所述微波致裂系统和所述刀具加载系统的启闭情况，包括：
开启所述岩石渗流系统，向所述试验舱注入渗流液体，使岩样处于渗流试验状态，以研究渗流作用对破障效果的影响；
待所述岩样的渗透性达到设定值后，关闭所述岩石渗流系统，排除所述试验舱内残余流体，开启所述围压加载系统，对所述岩样施压，以研究围压作用对破障效果的影响；
待对所述岩样施压刀设定程度后，开启所述微波致裂系统，通过微波对所述岩样进行定向高聚能照射，以研究微波照射对岩样的影响；
待微波致裂岩样效果符合试验要求后，关闭所述微波致裂系统，开启所述刀具加载系统，对岩样进行挤压破碎，以进行微波辅助刀具破障的试验研究。
优选地，所述进行微波辅助刀具破障的试验研究后，还包括：
在完成微波辅助刀具破障的试验研究后，关闭所述刀具加载系统，根据所述岩样监测组件的监测结果进行高聚能联合破障的试验分析。
本发明提供的高聚能联合破障试验系统，包括：试验舱；岩样监测系统，包括计算机控制系统和通讯连接于计算机控制系统的岩样监测组件；用于向试验舱中的岩样加压的围压加载系统，围压加载系统通讯连接于计算机控制系统；用于向试验舱注入渗流液体的岩石渗流系统，岩石渗流系统通讯连接于计算机控制系统；用于提供微波照射试验舱中的岩样的微波致裂系统，微波致裂系统通讯连接于计算机控制系统；用于挤压破碎试验舱中的岩样的刀具加载系统，刀具加载系统通讯连接于计算机控制系统。
采用该高聚能联合破障试验系统，在试验时，将试验岩样放入试验舱，岩样所受的地应力通过围压加载系统施加力来模拟，岩样所处的渗流环境由岩石渗流系统向试验舱注入试验流体进行模拟，微波对岩样的损伤破裂由微波致裂系统对岩样进行高聚能定向照射来实现，机械破岩由刀具加载系统来完成，破障过程中岩样的裂缝形成扩展、形态变化、温度变化和应变变化以及试验流体流动形态通过岩样监测系统监测，从而可以得到更加有效的试验结果。
本发明提供的应用上述高聚能联合破障试验系统的方法，能够得到更加有效的试验结果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供高聚能联合破障试验系统具体实施例一的结构示意图。
附图标记：
1-岩样监测系统，101-计算机控制系统，102-声发射传感器，103-应力应变传感器，104-DIC测量仪，105-红外热成像仪，106-岩样；
2-围压加载系统，201-液压控制系统，202-液压泵站，203-电液伺服阀，204-加载油缸；
3-岩石渗流系统，301-储液罐，302-高压泵站，303-输液管路，304-喷嘴，305-排液管路，306-集液管；
4-微波致裂系统，401-微波发生装置，402-机械臂底座，403-第一机械臂，404-第二机械臂，405-微波施加器；
5-刀具加载系统，501-移动滑轨，502-伸缩油缸，503-测力装置，504-刀具刀架，505-刀具；
6-试验舱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种高聚能联合破障试验系统，能够得到更加有效的试验结果。本发明的另一核心是提供一种应用上述高聚能联合破障试验系统的方法，能够得到更加有效的试验结果。
本发明所提供高聚能联合破障试验系统的具体实施例一，请参考图1，包括试验舱6、岩样监测系统1、围压加载系统2、岩石渗流系统3、微波致裂系统4和刀具加载系统5。
岩样监测系统1包括计算机控制系统101和通讯连接于计算机控制系统101的岩样监测组件。岩样监测组件用于监测岩石相应的参数信息。
围压加载系统2用于向试验舱6中的岩样106加压。岩石渗流系统3用于向试验舱6注入渗流液体。微波致裂系统4用于提供微波照射试验舱6中的岩样106。刀具加载系统5用于挤压破碎试验舱6中的岩样106。围压加载系统2、岩石渗流系统3、微波致裂系统4、刀具加载系统5通讯连接于计算机控制系统101。计算机控制系统101用于对岩样监测组件的监测数据的存储和处理分析，以及对各装置协调控制。
本实施例中的高聚能联合破障试验系统，在试验时，将试验岩样106放入试验舱6，岩样106所受的地应力通过围压加载系统2施加力来模拟，岩样106所处的渗流环境由岩石渗流系统3向试验舱6注入试验流体进行模拟，微波对岩样106的损伤破裂由微波致裂系统4对岩样106进行高聚能定向照射来实现，机械破岩由刀具加载系统5来完成，破障过程中岩样106的裂缝形成扩展、形态变化、温度变化和应变变化以及试验流体流动形态通过岩样监测系统1监测，从而可以得到更加有效的试验结果。
进一步地，岩样监测组件包括声发射传感器102、应力应变传感器103、DIC测量仪104和红外热成像仪105。具体地，声发射传感器102用于监测岩样106内部裂纹形成扩展，获得岩样106内孔隙演化特征，应力应变传感器103用于监测岩样106的应力应变变化，DIC测量仪104用于监测岩样106形态变化流体流动状态，红外热成像仪105用于监测微岩体的温度变化。
在试验过程中，将声发射传感器102、应力应变传感器103布置在试验舱6中的待测点，开启红外热成像仪105和DIC测量仪104，通过计算机控制系统101进行数据的采集，可全面获取岩石的参数信息。
进一步地，围压加载系统2包括液压控制系统201、液压泵站202和加载油缸204。加载油缸204设于试验舱6中，加载油缸204连接于液压泵站202，液压泵站202通讯连接于液压控制系统201，液压控制系统201通讯连接于计算机控制系统101。
其中，具体地，围压加载系统2还包括电液伺服阀203，液压泵站202通过电液伺服阀203连接各加载油缸204。
其中，具体地，试验舱6中，底壁和侧壁上分别设置加载油缸204，以能够从不同方向调节岩样106在试验舱6中的位置以及施压，更具体可在X、Y、Z两两垂直的三个方向，Z向为上下方向。
本实施例中，液压控制系统201用于液压信号的控制，液压泵站202用于为加载油缸204提供液压驱动力，电液伺服阀203用于对各加载油缸204围压的调节和分区独立控制，加载油缸204用于实现围压的加载，加载油缸204配置的压力传感器和流量传感器以实现加载压力和流量的反馈。
在试验过程中，需要使用围压加载系统2时，液压控制系统201将试验压力信号输出，控制电液伺服阀203的阀芯运动，产生需要的液压流量和压力，驱动不同方向的加载油缸204直线运动，油缸压力和流量信号由压力传感器监测并反馈给液压控制系统201，构成控制信号的闭环控制，可以实现液压油缸加载力的精准快速调节。
进一步地，岩石渗流系统3包括储液罐301、高压泵站302、输液管路303、排液管路305和集液管306，试验舱6的底部通过排液管路305连接于集液管306，储液罐301通过高压泵站302连接于输液管路303，输液管路303的出口对准试验舱6的顶部开口，具体地，输液管路303的出口设置喷嘴304，高压泵站302通讯连接于液压控制系统201，液压控制系统201通讯连接于计算机控制系统101。
本实施例中，储液罐301用于试验流体的储存，高压泵站302用于将试验流体进行增压，输液管路303和排液管路305用于试验流体的输送，喷嘴304用于将试验流体的压力头转变成速度头喷射在岩体上，集液罐用于试验后流体的回收。
在试验过程中，需要使用岩石渗流系统3时，储液罐301中的试验流体通过高压泵站302增压后，经输液管路303达到喷嘴304，喷入到试验舱6，使岩样106处于渗流状态，待试验完成后打开试验舱6底部的阀开关将试验流体经排液管路305流入集液罐进行回收，能够对岩样106进行有效渗流。
进一步地，微波致裂系统4包括微波发生装置401、微波移动平台和微波施加器405，微波施加器405设于微波移动平台上，微波施加器405连接于微波发生装置401的输出端，微波施加器405的输出端对准试验舱6的顶部开口，微波发生装置401通讯连接于计算机控制系统101。
其中，具体地，微波移动平台包括移动滑轨501、连接于移动滑轨501上的机械臂底座402、连接于机械臂底座402的可输出上下移动的第一机械臂403和连接于第一机械臂403的可输出水平旋转的第二机械臂404，微波施加器405连接于第二机械臂404。具体地，机械臂底座402可在移动滑轨501上水平滑动。微波施加器405可在第一机械臂403和第二机械臂404的驱动下灵活运动。
其中，具体地，微波发生装置401包括微波源、磁控管、波导管、环形器等部件，用于将交流电能转化成微波能并进行传输到微波施加器405。微波施加器405用于将微波能施加在岩体介质上。
在试验过程中，当需要使用微波致裂系统4时，交流电经微波发生装置401实现能量的转化，所形成的微波通过微波施加器405传输到岩样106，微波施加器405的位姿通过机械臂灵活调整，实现定向高聚能照射岩石，达到致裂效果。
进一步地，刀具加载系统5包括移动滑轨501、伸缩驱动装置、测力装置503和刀具505，伸缩驱动装置具体为伸缩油缸502。伸缩驱动装置连接于水平的移动滑轨501上，移动滑轨501可实现伸缩油缸502和机械臂底座402的水平滑移。刀具505通过测力装置503连接于伸缩驱动装置，刀具505具体连接在测力装置503的刀具刀架504上，刀具刀架504用于固定刀具505，刀具505用于破碎岩样106。伸缩驱动装置用于驱动刀具505在试验舱6的顶部开口升降运动，测力装置503、伸缩驱动装置均通讯连接于计算机控制系统101。测力装置503可在试验过程中测量刀具505加载力。
在试验过程中，当需要使用刀具加载系统5时，伸缩油缸502在移动滑轨501上水平移动，使刀具505到达破碎岩样106位置点，控制伸缩油缸502的伸缩带动刀具505做竖直运动，使刀具505切入岩样106，作用在刀具505上的荷载通过测力装置503测定。
本实施例提供的高聚能联合破障试验系统，具有如下优势：
1、能够将隧道施工中岩石所处的围压和渗流环境较真实的模拟，为高聚能联合破障试验过程提供的真实条件，从而获得更具有指导施工价值的试验数据库；
2、集成水射流和微波高聚能技术进行联合破障试验研究，从试验环节验证新型破障技术的可行性，实现标准化系统设计与控制以及灵活的系统组合设计，为地下工程装备的研发提供技术支撑；
3、能够从宏微观层面对高聚能联合破障试验过程中岩样106的裂缝形成扩展、贯穿破碎、温度变化和应变变化等方面作出监测及分析，从而更准确的掌握岩石的破碎失效机理和裂纹扩张规律，为刀具505设计与选型以及掘进机的科学施工提供指导；
4、综合考虑地下工程地层结构复杂性，采用定向高聚能破障新技术，灵活组合开展联合破障试验，实现试验过程的宏微观监测。
除了上述高聚能联合破障试验系统，本发明还提供了一种高聚能联合破障试验方法，该高聚能联合破障试验方法应用高聚能联合破障试验系统，具体可以为以上任一实施例中提供的高聚能联合破障试验系统，有益效果可以相应参考以上各个实施例。
该方法包括：
一.控制岩样监测组件监测试验舱6中的岩样106，具体监测岩样106内部裂纹、应力应变、温度和破碎形态等状态。
其中，在放置岩样106时，具体根据试验所要研究岩样106特征的不同，放置全断面硬岩、软硬岩体、节理岩体、钢筋混凝土桩基等岩样106。
其中，岩样监测组件中的传感器具体可以在放置完岩样106之后进行布置。具体地，岩样106放置在试验舱6内，把声发射传感器102和应变传感器布置在待测试点，红外热成像仪105和DIC测量仪104布置在监测范围内，开启岩样监测系统1进行实时监测。
二、根据研究目标控制围压加载系统2、岩石渗流系统3、微波致裂系统4和刀具加载系统5的启闭情况。
其中，根据研究目标的不同，具体可以进行如下控制：
A、当研究目标为渗流作用影响时，控制岩样106渗流系统启动，具体地，如果研究高压射流冲击破障的作用影响，可更换介质、调整参数，也可以研究渗流岩体下高压射流冲击破障的作用影响；
B、当研究目标为围压作用影响时，控制围压加载系统2启动，以通过分布式独立控制加载油缸204的作用力实现不同方向围压的施加，另外，结合A可模拟围压和渗流环境下高压射流冲击破障的作用影响；
C、当研究目标为微波作用影响时，控制微波致裂系统4启动，具体通过控制微压源功率密度等参数实现对岩样106的高聚能照射，另外，结合A、B可模拟围压和渗流环境下高压射流和微波联合破障的影响；
D、当研究目标为刀具505作用影响时，控制刀具加载系统5启动，具体通过控制液压缸的运动实现刀具505对岩样106的挤压破碎，另外，结合A、B、C可模拟围压和渗流环境下高压射流和微波联合刀具505破障的影响。
在一种具体实施例中，步骤：根据研究目标控制围压加载系统2、岩石渗流系统3、微波致裂系统4和刀具加载系统5的启闭情况，包括：
S1：开启岩石渗流系统3，向试验舱6注入渗流液体，使岩样106处于渗流试验状态，以研究渗流作用对破障效果的影响。
具体地，开启岩样106渗流系统，控制液压泵站202的压力流量参数向试验舱6注入渗流液体，使岩样106处于渗流试验状态，渗透流体选用粘稠度较大的流体，采用达西定律计算待测试样的渗透率，用于研究渗流作用对破障效果的影响。特别地，该岩石渗流系统3通过更换流体介质、调整压力流量边，可成为高压射流切割系统，用于高压射流冲击破障特性的研究。
S2：待岩样106的渗透性达到设定值后，关闭岩石渗流系统3，排除试验舱6内残余流体，开启围压加载系统2，对岩样106施压，以研究围压作用对破障效果的影响。
具体地，待岩样106渗透性达到设定值后，关闭岩样106渗流系统，排除试验舱6内残余流体，开启围压加载系统2，设置预加载力，调整电液伺服阀203的阀芯运动进行XYZ方向的加载油缸204的分区控制，以实现相同或不同的围岩的施加，用于研究围压作用对破障效果的影响。
S3：待对岩样106施压刀设定程度后，开启微波致裂系统4，通过微波对岩样106进行定向高聚能照射，以研究微波照射对岩样106的影响。
具体地，待围岩达到设定值时，开启微波致裂系统4，控制微波源功率密度和施加器位姿等参数，实现微波对岩样106的定向高聚能照射，用来研究微波照射对岩样106的影响。特别地，根据试验需要，可灵活选择岩样106所处状态，即单独受围压作用或渗流作用或受围压渗流共同作用。特别地，可结合改装的岩石渗流系统3即高压射流切割系统，用来进行射流-微波高聚能联合破障试验研究。
S4：待微波致裂岩样106效果符合试验要求后，关闭微波致裂系统4，开启刀具加载系统5，对岩样106进行挤压破碎，以进行微波辅助刀具505破障的试验研究。
具体地，待微波致裂岩样106效果符合试验要求后，关闭微波致裂系统4，开启刀具加载系统5，控制伸缩油缸502的运动实现刀具505对岩样106的挤压破碎，用来进行微波辅助刀具505破障的试验研究。特别地，根据试验需要，可灵活选择岩样106所处状态，即单独受围压作用或渗流作用或受围压渗流共同作用。特别地，可调整刀具505刀座，安装不同类型的破障刀具505。特别地，可结合改装的岩石渗流系统3即高压射流切割系统，用来进行射流-刀具505或者射流-微波-刀具505高聚能联合破障试验研究。
进一步地，在完成微波辅助刀具505破障的试验研究后，关闭刀具加载系统5，根据岩样监测组件的监测结果进行高聚能联合破障的试验分析。
具体地，待试验结束后，关闭刀具加载系统5，通过岩样监测系统1采集的到数据对试验过程中岩样106裂缝形成扩展、形态、温度和应变以及试验流体流动形态进行处理，用于高聚能联合破障的试验分析。
需要说明的是，当元件被称为“固定”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的高聚能联合破障试验系统及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种高聚能联合破障试验系统，其特征在于，包括：
试验舱(6)；
岩样监测系统(1)，包括计算机控制系统(101)和通讯连接于所述计算机控制系统(101)的岩样监测组件；
用于向所述试验舱(6)中的岩样(106)加压的围压加载系统(2)，所述围压加载系统(2)通讯连接于所述计算机控制系统(101)；
用于向所述试验舱(6)注入渗流液体的岩石渗流系统(3)，所述岩石渗流系统(3)通讯连接于所述计算机控制系统(101)；
用于提供微波照射所述试验舱(6)中的岩样(106)的微波致裂系统(4)，所述微波致裂系统(4)通讯连接于所述计算机控制系统(101)；
用于挤压破碎所述试验舱(6)中的岩样(106)的刀具加载系统(5)，所述刀具加载系统(5)通讯连接于所述计算机控制系统(101)。
2.根据权利要求1所述的高聚能联合破障试验系统，其特征在于，所述岩样监测组件包括声发射传感器(102)、应力应变传感器(103)、DIC测量仪(104)和红外热成像仪(105)。
3.根据权利要求1所述的高聚能联合破障试验系统，其特征在于，所述围压加载系统(2)包括液压控制系统(201)、液压泵站(202)和加载油缸(204)，所述加载油缸(204)设于所述试验舱(6)中，所述加载油缸(204)连接于所述液压泵站(202)，所述液压泵站(202)通讯连接于所述液压控制系统(201)，所述液压控制系统(201)通讯连接于所述计算机控制系统(101)。
4.根据权利要求3所述的高聚能联合破障试验系统，其特征在于，所述试验舱(6)中，底壁和侧壁上分别设置所述加载油缸(204)。
5.根据权利要求1所述的高聚能联合破障试验系统，其特征在于，所述岩石渗流系统(3)包括储液罐(301)、高压泵站(302)、输液管路(303)、排液管路(305)和集液管(306)，所述试验舱(6)的底部通过所述排液管路(305)连接于所述集液管(306)，所述储液罐(301)通过所述高压泵站(302)连接于所述输液管路(303)，所述输液管路(303)的出口对准所述试验舱(6)的顶部开口，所述高压泵站(302)通讯连接于液压控制系统(201)，所述液压控制系统(201)通讯连接于所述计算机控制系统(101)。
6.根据权利要求1所述的高聚能联合破障试验系统，其特征在于，所述微波致裂系统(4)包括微波发生装置(401)、微波移动平台和微波施加器(405)，所述微波施加器(405)设于所述微波移动平台上，所述微波施加器(405)连接于所述微波发生装置(401)的输出端，所述微波施加器(405)的输出端对准所述试验舱(6)的顶部开口，所述微波发生装置(401)通讯连接于所述计算机控制系统(101)。
7.根据权利要求1所述的高聚能联合破障试验系统，其特征在于，所述刀具加载系统(5)包括移动滑轨(501)、伸缩驱动装置、测力装置(503)和刀具(505)，所述伸缩驱动装置连接于水平的所述移动滑轨(501)上，所述刀具(505)通过所述测力装置(503)连接于所述伸缩驱动装置，所述伸缩驱动装置用于驱动所述刀具(505)在所述试验舱(6)的顶部开口升降运动，所述测力装置(503)、所述伸缩驱动装置均通讯连接于所述计算机控制系统(101)。
8.一种高聚能联合破障试验方法，其特征在于，应用权利要求1至7任一项所述的高聚能联合破障试验系统，所述方法包括：
控制所述岩样监测组件监测所述试验舱(6)中的岩样(106)；
根据研究目标控制所述围压加载系统(2)、所述岩石渗流系统(3)、所述微波致裂系统(4)和所述刀具加载系统(5)的启闭情况。
9.根据权利要求8所述的高聚能联合破障试验方法，其特征在于，所述根据研究目标控制所述围压加载系统(2)、所述岩石渗流系统(3)、所述微波致裂系统(4)和所述刀具加载系统(5)的启闭情况，包括：
开启所述岩石渗流系统(3)，向所述试验舱(6)注入渗流液体，使岩样(106)处于渗流试验状态，以研究渗流作用对破障效果的影响；
待所述岩样(106)的渗透性达到设定值后，关闭所述岩石渗流系统(3)，排除所述试验舱(6)内残余流体，开启所述围压加载系统(2)，对所述岩样(106)施压，以研究围压作用对破障效果的影响；
待对所述岩样(106)施压刀设定程度后，开启所述微波致裂系统(4)，通过微波对所述岩样(106)进行定向高聚能照射，以研究微波照射对岩样(106)的影响；
待微波致裂岩样(106)效果符合试验要求后，关闭所述微波致裂系统(4)，开启所述刀具加载系统(5)，对岩样(106)进行挤压破碎，以进行微波辅助刀具破障的试验研究。
10.根据权利要求9所述的高聚能联合破障试验方法，其特征在于，所述进行微波辅助刀具破障的试验研究后，还包括：
在完成微波辅助刀具破障的试验研究后，关闭所述刀具加载系统(5)，根据所述岩样监测组件的监测结果进行高聚能联合破障的试验分析。
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