CN206411107U

CN206411107U - 一种室内模拟应力解除法测定地应力的试验装置

Info

Publication number: CN206411107U
Application number: CN201621335778.9U
Authority: CN
Inventors: 冯晓光; 郭小平
Original assignee: Xian University of Science and Technology
Current assignee: Xian University of Science and Technology
Priority date: 2016-12-07
Filing date: 2016-12-07
Publication date: 2017-08-15
Anticipated expiration: 2026-12-07

Abstract

一种室内模拟应力解除法测定地应力的试验装置，包括反力装置、油缸、压力传递机构，所述油缸设置在反力装置上，油缸液压支柱与压力传递机构相接，反力装置为由六个面组成的正六面体的空心结构，在反力装置前面、上面、左面和右面分别设置至少1个测量孔，测量孔周围设置加强边。本实用新型能够实现对模拟材料的前后、上下、左右三个方向施加荷载，并且通过在材料内部预先埋置的传感器，能够对模拟试块开展在施加荷载、钻孔及地应力测试全过程中，模拟材料内部应力应变重新分布的研究；本装置适于使用在开展地应力的相关理论研究以及用于试验教学中。

Description

一种室内模拟应力解除法测定地应力的试验装置

技术领域

本实用新型涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种室内模拟应力解除法测定地应力的试验装置。

背景技术

地应力是指客观赋存于地壳岩体内且未受工程扰动的一种自然力，亦称原岩应力，它是导致地壳岩体产生变形、断裂、褶皱乃至地震的根本作用力。目前在地应力测试过程中，地应力必须在未扰动或小扰动的情况下才能测试，并且其大小和方向必须现场通过大量的试验进行评价，现有的测试设备及测试理论都有许多基本假定，用现有的仪器和方法测得的地应力结果，是否符合围岩实际受力状况很难进行准确的评价，只能通过大量的现场试验，结合不同的测试手段来予以评价。因此，在如何能够准确测力地应力，并且用现有仪器设备测定地应力是否可靠，是开展岩体地应力相关研究时不得不解决的问题。

目前，室内相似模拟试验发展较为成熟，可通过堆载、液压油缸加压等方法实现对模拟材料加载，本装置是将现发展较为成熟的相似模拟方法进行改造，以实现对模拟材料的地应力测试。

实用新型内容

针对地应力测试中现有技术的问题，提供了采用现有的地应力设备模拟现场条件和方法进行地应力测试，通过布设于模拟材料周围的反力装置上的油缸，利用围岩压力传递机构，实现模拟材料的三个方向加载，然后采用应力解除法或水压致裂法测定模拟地应力，进而实现测试结果与实际受力状况的对比的一种室内模拟测定地应力的试验装置。

本实用新型提供的技术方案：

一种室内模拟测定地应力的试验装置，包括反力装置、油缸、压力传递机构，所述油缸设置在反力装置上，油缸液压支柱与压力传递机构相接，反力装置为由六个面组成的正六面体的空心结构，在反力装置前面、上面、左面和右面分别设置至少1个测量孔，测量孔周围设置加强边。

上述技术方案中，所述反力装置的每个面是格构式钢结构。

上述技术方案中，所述反力装置前面、上面、左面和右面分别设置至少1个测量孔。

上述技术方案中，所述测量孔设置在前面、上面、左面和右面的中间位置。

上述技术方案中，所述对应于反力装置前面、上面、左面和右面的压力传递机构中间设置相应的测量孔，测量孔与反力装置上的测量孔中心在同一直线上。

上述技术方案中，所述测量孔直径为120—180MM。

上述技术方案中，反力装置每个面均设置油缸。

上述技术方案中，所述油缸分布为，每个面设置两排，每排三个油缸。

本实用新型能够实现对模拟材料的前后、上下、左右三个方向施加荷载，并且通过在材料内部预先埋置的传感器，能够对模拟试块开展在施加荷载、钻孔及地应力测试全过程中，模拟材料内部应力应变重新分布的研究；通过本室内加载装置，能够较为准确的评价各种地应力测试设备的可靠度，针对于不同埋深、不同地址条件下，选择合理的地应力测试手段，并研发和测试新的地应力测试设备，适于使用在开展地应力的相关理论研究以及用于试验教学中。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施模型的结构示意图。

图2为本实用新型油缸分布示意图。

1、反力装置；2、油缸；3、压力传递机构；4、待测材料。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据图1、图2所示，一种室内模拟测定地应力的试验装置，包括反力装置、油缸、压力传递机构，反力装置是整个模型施加荷载时的反力构件，反力装置为由六个面组成的正六面体的空心结构，反力装置的每个面是格构式钢结构，反力装置每个面均设置油缸，油缸液压支柱与压力传递机构相接，油缸分布为：每个面设置两排，每排三个油缸共计6个油缸，在油缸进行连接时，如前后、上下、左右三个方向，用于同一个方向加载的12个油缸进行并联，进行同步加载。在反力装置前面、上面、左面和右面分别设置至少1个测量孔，测量孔设置在每个面的中间位置，测量孔直径为150MM，测量孔用于钻孔测试地应力，在预留孔洞四周利用钢板设置加强边补强。

压力传递机构，将油缸传递来的压力均匀的施加于模拟试块表面，压力传递机构是一块由钢板焊接而成刚度很大的钢构件，其作用是能够将油缸施加的荷载均匀的施加于试块表面，以模拟地质构造应力及围岩自重应力。对应于反力装置前面、上面、左面和右面的压力传递机构中间设置相应的测量孔，测量孔与反力装置上的测量孔中心在同一直线上，测量孔设置在每个面的中间位置，测量孔直径为 150MM，测量孔用于钻孔测试地应力，在预留孔洞四周利用钢板设置加强边补强。

本实用新型的使用方法：

第一步：在本装置预先在模拟材料内部，按一定的间距和方向预先埋置位移传感器、应力传感器，然后通过浇筑不同标号的混凝土来模拟不同级别的围岩，并进行养护；

第二步：当混凝土强度达到设计强度的50％时，开始操作油缸对模拟材料前后、上下、左右三个方向施加荷载；

第三步：保持油缸施加于模拟材上的荷载不变，继续对混凝土养护，直至混凝土强度达到设计值；

第四步：准备钻孔设备及测试仪器；

第五步：钻孔并进行地应力测试；

第六步：试验完毕后卸载，结束试验；

第七部：分析测试数据。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种室内模拟应力解除法测定地应力的试验装置，其特征在于：包括反力装置、油缸、压力传递机构，所述油缸设置在反力装置上，油缸液压支柱与压力传递机构相接，反力装置为由六个面组成的正六面体的空心结构，在反力装置前面、上面、左面和右面分别设置至少1个测量孔，测量孔周围设置加强边。

2.根据权利要求1所述的一种室内模拟应力解除法测定地应力的试验装置，其特征在于：所述反力装置的每个面是格构式钢结构。

3.根据权利要求1或2所述的一种室内模拟应力解除法测定地应力的试验装置，其特征在于：所述测量孔设置在前面、上面、左面和右面的中间位置。

4.根据权利要求3所述的一种室内模拟应力解除法测定地应力的试验装置，其特征在于：所述测量孔直径为120—180MM。

5.根据权利要求1所述的一种室内模拟应力解除法测定地应力的试验装置，其特征在于：反力装置每个面均设置油缸。

6.根据权利要求5所述的一种室内模拟应力解除法测定地应力的试验装置，其特征在于：所述油缸分布为，每个面设置两排，每排三个油缸。