JP2023066398A - Simulation device and test method for deep rock burst dynamic disaster - Google Patents

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Abstract

To disclose a simulation device and test method for deep rock burst dynamic disasters capable of reducing the occurrence of the dynamic disasters by simulating a deep rock burst state and acquiring more accurate data.SOLUTION: A simulation device of this embodiment includes: a front loader, a rear loader, a left loader 6, a right loader 10, an upper loader 3, and a lower loader 11. The front loader is located on the front side of a rock simulation sample 16, the rear loader is located on the rear side of the rock simulation sample, the left loader 6 is located on the left side of the rock simulation sample 16, and the right loader 10 is located on the right side of the rock simulation sample 16. The upper loader 3 is located above the rock simulation sample 16, and the lower loader 11 is located below the rock simulation sample 16.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は岩体山はねの模擬装置に関し、具体的に、深部岩体山はね動的災害の模擬装置及び試験方法に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for simulating a crash of a rock mass, and more particularly to a device and test method for simulating a dynamic disaster caused by a deep rock mass crash.

深部岩体は動的採掘外乱を受けた後、岩体内部に存在する応力が再分布され、エネルギーが放出されることで、岩体採掘面付近はアンロード作用によって岩体内部損傷が誘発されてしまう。動的外乱を受けると、岩体は更に動的災害を誘発することになる。従って、岩体のアンロードにより周辺岩石動的災害を誘発する試験を行う模擬装置及び試験方法を開発する必要がある。 After the deep rock body is subjected to dynamic mining disturbance, the stress inside the rock body is redistributed and the energy is released. end up When subjected to dynamic disturbance, the rock body will induce more dynamic disasters. Therefore, it is necessary to develop a simulator and a test method for conducting a test to induce a surrounding rock dynamic disaster by unloading a rock body.

本発明の解決しようとする技術的問題は、深部岩体山はね状態を模擬し、より正確なデータを取得し、動的災害の発生を低減することができる深部岩体山はね動的災害の模擬装置及び試験方法を提供することである。 The technical problem to be solved by the present invention is to simulate the deep rocky mountain crash state, acquire more accurate data, and reduce the occurrence of dynamic disasters. It is to provide a disaster simulator and test method.

上記技術的問題を解決するために、本発明の実施例は、以下の技術的解決手段を採用する。 To solve the above technical problems, the embodiments of the present invention adopt the following technical solutions.

一態様では、本発明の実施例は、前ローダ、後ローダ、左ローダ、右ローダ、上ローダ及び下ローダを含み、前ローダは岩石模擬試料の前側に位置し、後ローダは岩石模擬試料の後側に位置し、左ローダは岩石模擬試料の左側に位置し、右ローダは岩石模擬試料の右側に位置し、上ローダは岩石模擬試料の上方に位置し、下ローダは岩石模擬試料の下方に位置している深部岩体山はね動的災害の模擬装置を提供する。 In one aspect, an embodiment of the present invention includes a front loader, a rear loader, a left loader, a right loader, an upper loader and a lower loader, the front loader being positioned in front of the rock simulant and the rear loader being positioned above the rock simulant. The left loader is positioned on the left side of the rock simulant, the right loader is positioned on the right side of the rock simulant, the upper loader is positioned above the rock simulant, and the lower loader is positioned below the rock simulant. To provide a simulation device for deep rock mountain splash dynamic disaster located in

好ましくは、上記前ローダは前油圧式ジャッキ及び前支持端を含み、上記前油圧式ジャッキは前支持端に固定接続され、前支持端は岩石模擬試料に向かっており、上記後ローダは後油圧式ジャッキ及び後支持端を含み、上記後油圧式ジャッキは後支持端に固定接続され、後支持端は岩石模擬試料に向かっており、上記左ローダは左油圧式ジャッキ及び左支持端を含み、上記左油圧式ジャッキは左支持端に固定接続され、左支持端は岩石模擬試料に向かっており、上記右ローダは右油圧式ジャッキ及び右支持端を含み、上記右油圧式ジャッキは右支持端に固定接続され、右支持端は岩石模擬試料に向かっており、上記下ローダは下油圧式ジャッキ、下支持端及び底部固定端を含み、上記下油圧式ジャッキは下支持端に固定接続され、下支持端は岩石模擬試料に向かっており、底部固定端は下油圧式ジャッキに固定接続されている。 Preferably, the front loader includes a front hydraulic jack and a front support end, the front hydraulic jack is fixedly connected to the front support end, the front support end faces the rock simulation sample, and the rear loader comprises a rear hydraulic jack. a hydraulic jack and a rear support end, wherein the rear hydraulic jack is fixedly connected to the rear support end, the rear support end faces the rock simulation sample, the left loader comprises a left hydraulic jack and a left support end; The left hydraulic jack is fixedly connected to the left support end, the left support end faces the rock simulation sample, the right loader includes a right hydraulic jack and a right support end, the right hydraulic jack is the right support end. the right support end is toward the rock simulation sample, the lower loader includes a lower hydraulic jack, a lower support end and a bottom fixed end, the lower hydraulic jack is fixedly connected to the lower support end; The lower support end faces the rock simulant and the bottom fixed end is fixedly connected to the lower hydraulic jack.

好ましくは、上記前支持端、後支持端、左支持端、右支持端及び下支持端にはそれぞれアコースティックエミッション配線孔が設けられている。 Preferably, the front support end, the rear support end, the left support end, the right support end and the lower support end are each provided with an acoustic emission wiring hole.

好ましくは、上記下ローダの下支持端は、岩石模擬試料の底部に適合されている。
好ましくは、上記上ローダは波形送信器、コンロッド、バネ、上支持端、上油圧式ジャッキ及び圧力伝達リングを含み、波形送信器はコンロッドの先端に固定接続され、コンロッドの底端は上支持端に固定接続され、環状固定台は上支持端に外嵌され、上支持端の底面は岩石模擬試料に向かっており、バネはコンロッドに外嵌され、バネの一端は上支持端に当接され、バネの他端は圧力伝達リングに当接され、上油圧式ジャッキは圧力伝達リングに固定接続され、上支持端にはアコースティックエミッション配線孔が設けられている。 Preferably, the lower support end of the lower loader is adapted to the bottom of the rock simulant.
Preferably, the upper loader includes a waveform transmitter, a connecting rod, a spring, an upper supporting end, an upper hydraulic jack and a pressure transmission ring, the waveform transmitter is fixedly connected to the tip of the connecting rod, and the bottom end of the connecting rod is the upper supporting end. The annular fixing base is fitted on the upper support end, the bottom surface of the upper support end faces the rock simulation sample, the spring is fitted on the connecting rod, and one end of the spring is in contact with the upper support end. , the other end of the spring is abutted on the pressure transmission ring, the upper hydraulic jack is fixedly connected to the pressure transmission ring, and the upper support end is provided with an acoustic emission wiring hole.

別の態様では、本発明の実施例は、深部岩体山はね動的災害の試験方法をさらに提供し、上記方法は以下のステップを含む。 In another aspect, an embodiment of the present invention further provides a method for testing a deep rock mass splash dynamic hazard, the method including the following steps.

下ローダを取り付けるＳ１０：まず、固定用ナットで底部固定端をコンクリート床に固定し、次に下ローダの下支持端のアコースティックエミッション配線孔を通ってアコースティックエミッションプローブを岩石模擬試料に取り付け、アコースティックエミッションプローブの凸部がアコースティックエミッション配線孔の凹部に適合され、下油圧式ジャッキを固定用ナットを介して底部固定端に固定する。 Attach the lower loader S10: First, fix the bottom fixed end to the concrete floor with a fixing nut, then attach the acoustic emission probe to the rock simulation sample through the acoustic emission wiring hole of the lower support end of the lower loader, and the acoustic emission The projection of the probe fits into the recess of the acoustic emission wiring hole and secures the bottom hydraulic jack to the bottom fixed end via the locking nut.

岩石模擬試料に荷重をかけるＳ２０：アコースティックエミッションプローブを岩石模擬試料に取り付けた後、岩石模擬試料を下ローダの下支持端１１に置き、アコースティックエミッションプローブを接続する６本の線をそれぞれ前ローダ、後ローダ、左ローダ、右ローダ、上ローダ及び下ローダにおけるアコースティックエミッション配線孔を通って送出し、外部アコースティックエミッション信号受信端に接続し、次に、下ローダにより岩石模擬試料に所定の垂直圧を加え、下ローダの上方への移動中に、岩石模擬試料が下ローダと上支持端との相互作用で垂直圧を発生させ、垂直圧荷重が安定した後、左ローダ及び右ローダにより岩石模擬試料に側圧荷重を加え、加えられた側圧荷重が安定した後、前ローダ及び後ローダにより岩石模擬試料に水平軸圧荷重を加える。 Loading the rock simulant S20: After the acoustic emission probe is attached to the rock simulant, the rock simulant is placed on the lower support end 11 of the lower loader, and the six wires connecting the acoustic emission probes are connected to the front loader, It is sent out through the acoustic emission wiring holes in the rear loader, left loader, right loader, upper loader and lower loader, connected to the external acoustic emission signal receiving end, and then a predetermined vertical pressure is applied to the rock simulation sample by the lower loader. In addition, during the upward movement of the lower loader, the rock simulant generates vertical pressure due to the interaction between the lower loader and the upper support end. After the applied lateral pressure load is stabilized, a horizontal axial pressure load is applied to the rock simulation sample by the front loader and the rear loader.

圧荷重を調節するＳ３０：下ローダ、前ローダ、後ローダ、左ローダ、右ローダの圧力計がそれぞれ所定値に達するように、異なるロード方向の下ローダ、前ローダ、後ローダ、左ローダ、右ローダを調節する。 Adjust the pressure load S30: Lower loader, front loader, rear loader, left loader, right loader in different loading directions so that the pressure gauges of the lower loader, front loader, rear loader, left loader, and right loader reach predetermined values, respectively. Adjust the loader.

試験を行うＳ４０：前ローダにおける油圧アンロード速度を制御することにより、岩石模擬試料にアンロード負荷を行い、アンロードの過程で、アコースティックエミッション信号受信端により岩石模擬試料の破壊によるアコースティックエミッション信号を記録するアンロード試験を行うことを含む。 Test S40: By controlling the hydraulic unloading speed in the front loader, the rock simulation sample is unloaded. Including performing a documented unload test.

好ましくは、上記Ｓ４０はエネルギー供給速度を調整することをさらに含む：バネの剛性及び上油圧式ジャッキのロード速度を調整することにより、上支持端を再ロードし、上油圧式ジャッキが荷重を順に圧力伝達リング、バネ及び上支持端を介して岩石模擬試料に伝達し、アコースティックエミッション信号受信端で受信された信号により、異なる剛性と異なるロード速度の場合に岩石模擬試料の内部が破壊された時に発生されたアコースティックエミッション規則を分析することで、エネルギー供給速度による岩石動的災害への影響を分析する。 Preferably, the above S40 further includes adjusting the energy supply rate: reloading the upper support end by adjusting the stiffness of the spring and the loading speed of the upper hydraulic jack so that the upper hydraulic jack in turn loads the load. The signal transmitted to the rock simulation sample through the pressure transmission ring, the spring and the upper support end, and received by the acoustic emission signal receiving end, when the inside of the rock simulation sample is broken in the case of different stiffness and different loading speed By analyzing the generated acoustic emission rule, we analyze the effect of energy supply rate on rock dynamic hazards.

好ましくは、上記Ｓ４０は動的外乱試験をさらに含む：波形送信器により異なる周波数、異なる波形及び異なる振幅の波を発生し、上記波はコンロッドを介して岩石模擬試料に動的外乱荷重を加え、受信されたアコースティックエミッション信号により、岩石模擬試料の内部が破壊された時に発生されたアコースティックエミッション信号規則を取得することで、波のロード周波数、振幅及び波形による動的災害への影響を得る。 Preferably, the above S40 further includes a dynamic disturbance test: generating waves of different frequencies, different waveforms and different amplitudes by a waveform transmitter, the waves applying dynamic disturbance loads to the rock simulation sample through connecting rods; The received acoustic emission signal obtains the acoustic emission signal rule generated when the interior of the rock simulated sample breaks down to obtain the influence of the wave loading frequency, amplitude and waveform on the dynamic hazard.

従来技術に比べ、本発明の実施例は、深部岩体山はね状態を模擬し、より正確なデータを取得し、動的災害の発生を低減することができる深部岩体山はね動的災害の模擬装置及び試験方法を提供する。本発明の実施例は、前ローダ、後ローダ、左ローダ、右ローダ、上ローダ及び下ローダを設置することにより、深部岩体山はね動的災害の模擬が実現され、関連データが得られる。これらのローダにはアコースティックエミッション配線孔が設けられており、アコースティックエミッションプローブは岩石模擬試料の異なる方向に取り付けられた後、アコースティックエミッションプローブの接続線が異なる方向のローダのアコースティックエミッション配線孔を通って送出されてから、アコースティックエミッション信号受信端に接続され、岩石模擬試料の各方向におけるアコースティックエミッション信号伝搬規則データが取得される。アコースティックエミッション信号規則データに基づき、深部岩体山はね動的災害の関連データが取得される。 Compared with the prior art, the embodiment of the present invention simulates the deep rock mountain crash condition, acquires more accurate data, and can reduce the occurrence of dynamic disasters. A disaster simulator and test method are provided. In the embodiment of the present invention, by installing a front loader, a rear loader, a left loader, a right loader, an upper loader, and a lower loader, a simulation of a deep rocky body crash dynamic disaster can be realized and related data can be obtained. . These loaders are provided with acoustic emission wiring holes, and after the acoustic emission probes are installed in different directions of the rock simulation sample, the connecting wires of the acoustic emission probes pass through the acoustic emission wiring holes of the loaders in different directions. After being sent out, it is connected to the acoustic emission signal receiving end to obtain the acoustic emission signal propagation rule data in each direction of the rock simulation sample. Based on the acoustic emission signal regulation data, the relevant data of deep rock mass splash dynamic disaster are obtained.

本発明の実施例の模擬装置の正面図である。It is a front view of the simulator of the Example of this invention. 本発明の実施例の模擬装置の左側面図である。It is a left view of the simulator of the Example of this invention. 本発明の実施例の模擬装置における岩石模擬試料及びローダの位置を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing positions of a rock simulation sample and a loader in the simulation device of the embodiment of the present invention;

以下、図面に合わせて本発明の技術的解決手段を詳細に説明する。 The technical solution of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

図１～図３に示されるように、本発明の実施例の深部岩体山はね動的災害の模擬装置は、前ローダ１４、後ローダ１５、左ローダ６、右ローダ１０、上ローダ３及び下ローダ１１を含む。前ローダは岩石模擬試料１６の前側に位置し、後ローダは岩石模擬試料１６の後側に位置し、左ローダは岩石模擬試料１６の左側に位置し、右ローダは岩石模擬試料１６の右側に位置し、上ローダは岩石模擬試料１６の上方に位置し、下ローダは岩石模擬試料１６の下方に位置している。 As shown in FIGS. 1 to 3, the deep rocky mountain spring dynamic disaster simulator of the embodiment of the present invention includes a front loader 14, a rear loader 15, a left loader 6, a right loader 10, and an upper loader 3. and lower loader 11 . The front loader is positioned on the front side of the rock simulant 16, the rear loader is positioned on the rear side of the rock simulant 16, the left loader is positioned on the left of the rock simulant 16, and the right loader is positioned on the right of the rock simulant 16. The upper loader is positioned above the rock simulating sample 16 and the lower loader is positioned below the rock simulating sample 16 .

上記実施例には、前ローダ１４、後ローダ１５、左ローダ６、右ローダ１０、上ローダ３及び下ローダ１１を設置することにより、深部岩体山はね動的災害の模擬が実現され、関連データが得られる。これらのローダにはアコースティックエミッション配線孔９が設けられており、アコースティックエミッションプローブは岩石模擬試料１６の異なる方向に取り付けられた後、アコースティックエミッションプローブの接続線が異なる方向のローダのアコースティックエミッション配線孔９を通って送出されてから、アコースティックエミッション信号受信端に接続され、岩石模擬試料１６の各方向におけるアコースティックエミッション信号伝搬規則データが取得される。アコースティックエミッション信号規則データに基づき、深部岩体山はね動的災害の関連データが取得される。深部岩体は地殻応力の作用を受けており、加えられた封圧が深部岩体の地殻応力状況を模擬するためのものである。 In the above embodiment, by installing the front loader 14, the rear loader 15, the left loader 6, the right loader 10, the upper loader 3 and the lower loader 11, simulation of a deep rocky body spring dynamic disaster is realized. Relevant data are obtained. These loaders are provided with acoustic emission wiring holes 9, and after the acoustic emission probes are mounted in different directions of the rock simulation sample 16, the connecting wires of the acoustic emission probes are connected to the acoustic emission wiring holes 9 of the loaders in different directions. and then connected to the acoustic emission signal receiving end to obtain the acoustic emission signal propagation rule data in each direction of the rock simulation sample 16 . Based on the acoustic emission signal regulation data, the relevant data of deep rock mass splash dynamic disaster are obtained. The deep rock body is subjected to crustal stress, and the applied confining pressure is to simulate the crustal stress situation of the deep rock body.

好ましくは、図１に示されるように、上記前ローダ１４は、前油圧式ジャッキ及び前支持端を含み、上記前油圧式ジャッキは前支持端に固定接続され、前支持端は岩石模擬試料１６に向かっている。上記後ローダ１５は、後油圧式ジャッキ及び後支持端を含み、上記後油圧式ジャッキは後支持端に固定接続され、後支持端は岩石模擬試料１６に向かっている。上記左ローダ６は、左油圧式ジャッキ７及び左支持端８を含み、上記左油圧式ジャッキ７は左支持端８に固定接続され、左支持端８は岩石模擬試料１６に向かっている。上記右ローダ１０は、右油圧式ジャッキ及び右支持端を含み、上記右油圧式ジャッキは右支持端に固定接続され、右支持端は岩石模擬試料１６に向かっている。上記下ローダ１１は、下油圧式ジャッキ、下支持端及び底部固定端１３を含み、上記下油圧式ジャッキは下支持端に固定接続され、下支持端は岩石模擬試料１６に向かっている。底部固定端１３は下油圧式ジャッキに固定接続されている。 Preferably, as shown in FIG. 1 , the front loader 14 includes a front hydraulic jack and a front support end, the front hydraulic jack fixedly connected to the front support end, the front support end receiving the rock simulant sample 16 . heading towards The rear loader 15 includes a rear hydraulic jack and a rear support end, the rear hydraulic jack is fixedly connected to the rear support end, and the rear support end faces the rock simulation sample 16 . The left loader 6 includes a left hydraulic jack 7 and a left support end 8 , the left hydraulic jack 7 is fixedly connected to the left support end 8 and the left support end 8 faces the rock simulation sample 16 . The right loader 10 includes a right hydraulic jack and a right support end, the right hydraulic jack is fixedly connected to the right support end and the right support end faces the rock simulation sample 16 . The lower loader 11 includes a lower hydraulic jack, a lower support end and a bottom fixed end 13 , the lower hydraulic jack is fixedly connected to the lower support end and the lower support end faces the rock simulation sample 16 . The bottom fixed end 13 is fixedly connected to the lower hydraulic jack.

各方向のローダは、油圧式ジャッキにより作用力を加える。下ローダ１１に底部固定端１３が配置されるのは、試験で正確なデータが得られるように、下ローダを安定させるためである。上記前支持端、後支持端、左支持端、右支持端及び下支持端には、それぞれアコースティックエミッション配線孔９が設けられている。アコースティックエミッション配線孔９を介し、アコースティックエミッションプローブにより得られたデータがアコースティックエミッション信号受信端に出力される。 Loaders in each direction apply the force by means of hydraulic jacks. The bottom fixed end 13 is placed on the lower loader 11 to stabilize the lower loader so that accurate data can be obtained in the test. Acoustic emission wiring holes 9 are provided at the front support end, the rear support end, the left support end, the right support end and the lower support end, respectively. Data obtained by the acoustic emission probe is output to the acoustic emission signal receiving end through the acoustic emission wiring hole 9 .

下ローダ１１は、固定用ナット１２を介して底部固定端１３に接続される。底部固定端１３は、下ローダ１１を位置が一層安定化されるように固定し、作業中に下ローダ１１が揺れてデータ収集の正確性に影響を与えることを回避するためのものである。岩石模擬試料１６は下ローダ１１の下支持端に置かれる。岩石模擬試料１６に位置するアコースティックエミッションプローブのデータ伝送線はアコースティックエミッション配線孔９に通し、アコースティックエミッション信号受信端に接続され、岩石の破壊中に異なる方向に発生されたアコースティックエミッション信号が取得される。 Lower loader 11 is connected to bottom fixed end 13 via fixing nut 12 . The bottom fixed end 13 is for fixing the lower loader 11 in a more stable position to avoid the lower loader 11 from shaking during operation and affecting the accuracy of data collection. A rock simulation sample 16 is placed on the lower support end of the lower loader 11 . The data transmission line of the acoustic emission probe located on the rock simulation sample 16 passes through the acoustic emission wiring hole 9 and is connected to the acoustic emission signal receiving end to acquire the acoustic emission signals generated in different directions during rock breaking. .

上記前支持端、後支持端、左支持端、右支持端、上支持端及び下支持端には、それぞれアコースティックエミッション配線孔９が設けられている。アコースティックエミッションプローブは、岩石模擬試料１６に取り付けられている。異なる方向のアコースティックエミッションプローブのデータ伝送線はそれぞれ前支持端、後支持端、左支持端、右支持端、上支持端及び下支持端のアコースティックエミッション配線孔９に通し、アコースティックエミッション信号受信端に接続され、異なる方向の岩石の破壊中に発生されたアコースティックエミッション信号データが取得される。前ローダ１４を例としてローダの作業過程を説明するが、後ローダ１５、左ローダ６、右ローダ１０の作業過程は、方向が異なる以外同様である。前ローダ１４は、前油圧式ジャッキ及び前支持端を含み、前油圧式ジャッキにより前支持端に圧力を加える。前支持端は岩石模擬試料１６の前側に圧力を伝達し、岩石模擬試料１６は前方からの荷重作用を受ける。必要に応じて、前油圧式ジャッキによる荷重の大きさを調整することができる。 Acoustic emission wiring holes 9 are provided at the front support end, the rear support end, the left support end, the right support end, the upper support end and the lower support end, respectively. An acoustic emission probe is attached to the rock simulant sample 16 . The data transmission lines of the acoustic emission probe in different directions are respectively passed through the acoustic emission wiring holes 9 at the front support end, rear support end, left support end, right support end, upper support end and lower support end, and to the acoustic emission signal receiving end. Acoustic emission signal data generated during the fracture of rocks in different directions is acquired. The working process of the loader will be described by taking the front loader 14 as an example, but the working processes of the rear loader 15, the left loader 6 and the right loader 10 are the same except that the directions are different. The front loader 14 includes a front hydraulic jack and a front support end with pressure applied to the front support end by the front hydraulic jack. The front support end transmits pressure to the front side of the rock simulant 16, and the rock simulant 16 receives a load from the front. If desired, the amount of load applied by the front hydraulic jack can be adjusted.

好ましくは、上記下ローダ１１の下支持端は岩石模擬試料１６の底部に適合される。下支持端１１の上面は岩石模擬試料１６の底面と同じ大きさであり、そうしないと、左ローダ及び右ローダは、ロード中に底部にぶつかり、機器の摩耗を引き起こすことがよくある。 Preferably, the lower support end of the lower loader 11 is fitted to the bottom of the rock simulant 16 . The top surface of the lower support end 11 is the same size as the bottom surface of the rock simulant 16, otherwise the left and right loaders often hit the bottom during loading, causing equipment wear.

好ましくは、図１及び図２に示されるように、上記上ローダ３は、波形送信器１、コンロッド２、バネ４、上支持端５、環状固定台１７、上油圧式ジャッキ１８及び圧力伝達リング１９を含む。波形送信器１はコンロッド２の先端に固定接続され、コンロッド２の底端は上支持端５に固定接続され、環状固定台１７は上支持端５に外嵌され、上支持端５の底面は岩石模擬試料１６に向かっている。バネ４はコンロッド２に外嵌され、バネ４の一端は圧力伝達リング１９に当接され、バネ４の他端は上支持端５に当接され、圧力伝達リング１９は上油圧式ジャッキ１８に固定接続され、環状固定台１７は下支持端５に外嵌され、上支持端５にはアコースティックエミッション配線孔９が設けられている。環状固定台１７は固定作用を果たしている。環状固定台１７は、外部固定物に固定接続されている。上ローダの作業中に、環状固定台１７の位置は変化しない。上支持端５は環状固定台１７の作用下で、下方に移動することしかできず、上方に移動することができないことで、下ローダの上方への移動中に、岩石模擬試料１６は下ローダ及び上支持端の作用下で、所定の垂直応力に達する。波形送信器１はコンロッド２の先端に位置し、波形送信器１により異なる周波数、振幅及び波形の波を送信し、コンロッド２により岩石模擬試料１６に動的外乱荷重を加え、アコースティックエミッション信号受信端によりアコースティックエミッションプローブの岩石模擬試料１６で試験したアコースティックエミッション規則を取得し、さらに波のロード周波数、振幅及び波形による動的災害への影響を分析する。上油圧式ジャッキ１９は圧力伝達リング１８によりバネ４に下向きの荷重を加え、バネ４は荷重を上支持端５に伝達し、上支持端５により岩石模擬試料１６に下向きの荷重を加える。上油圧式ジャッキ１９によるバネ４への荷重の大きさ及びロード速度を変化させることにより、アコースティックエミッションプローブによって岩石模擬試料１６に発生されたアコースティックエミッション規則を取得し、さらに異なるエネルギー供給速度による岩石動的災害への影響を分析する。 Preferably, as shown in FIGS. 1 and 2, the upper loader 3 includes a waveform transmitter 1, a connecting rod 2, a spring 4, an upper support end 5, an annular fixed base 17, an upper hydraulic jack 18 and a pressure transmission ring. 19 included. The waveform transmitter 1 is fixedly connected to the tip of the connecting rod 2, the bottom end of the connecting rod 2 is fixedly connected to the upper supporting end 5, the annular fixing base 17 is fitted on the upper supporting end 5, and the bottom surface of the upper supporting end 5 is Heading towards the rock simulant 16 . The spring 4 is fitted on the connecting rod 2 , one end of the spring 4 is in contact with the pressure transmission ring 19 , the other end of the spring 4 is in contact with the upper support end 5 , and the pressure transmission ring 19 is attached to the upper hydraulic jack 18 . The annular fixing base 17 is fitted onto the lower support end 5 and the upper support end 5 is provided with an acoustic emission wiring hole 9 . The annular fixing base 17 has a fixing function. The annular fixed base 17 is fixedly connected to an external fixture. The position of the annular fixed base 17 does not change during the operation of the upper loader. The upper support end 5 can only move downwards and cannot move upwards under the action of the annular fixing base 17, so that during the upward movement of the lower loader, the rock simulation sample 16 will move to the lower loader. and under the action of the upper support edge, a certain normal stress is reached. The waveform transmitter 1 is located at the tip of the connecting rod 2. The waveform transmitter 1 transmits waves with different frequencies, amplitudes and waveforms. obtain the acoustic emission law tested on the rock simulant sample 16 of the acoustic emission probe, and further analyze the effects of wave loading frequency, amplitude and waveform on dynamic hazards. The upper hydraulic jack 19 applies a downward load to the spring 4 through the pressure transmission ring 18 , the spring 4 transmits the load to the upper support end 5 , and the upper support end 5 applies the downward load to the rock simulation sample 16 . By changing the magnitude of the load on the spring 4 by the upper hydraulic jack 19 and the loading speed, the acoustic emission law generated in the rock simulation sample 16 by the acoustic emission probe is obtained, and the rock motion by different energy supply speeds is obtained. Analyze impact on natural disasters.

上ローダ３は、垂直方向の圧荷重を提供するためのものである。バネ４の剛性の大きさを変化させ、上ローダ３の作用下で異なるエネルギー供給速度を提供することにより、異なる剛性の岩体エネルギー供給速度を模擬し、エネルギー供給速度による山はね動的災害への影響の分析に使用することができる。圧力伝達リング１８は中空構造である。コンロッド２及び圧力伝達リング１８は同軸である。コンロッド２の上部は、圧力伝達リング１８の中空キャビティに位置している。コンロッド２により波形送信器１と上支持端５が接続されている。この場合、コンロッド２は、上油圧式ジャッキ１８がバネ４に対して垂直方向にロードするように、上油圧式ジャッキ１８のロード方向を安定させる役割も果たしている。また、波形送信器１はコンロッド２に接続されており、波形送信器１は異なる形状、振幅及び周波数の波を励起し、その後、順にコンロッド２及び上支持端５を介して岩石模擬試料１６に伝送し、岩石模擬試料１６に動的外乱荷重を提供し、動的外乱による山はね動的災害への影響を分析することができる。 The upper loader 3 is for providing a vertical pressure load. By varying the stiffness of the spring 4 and providing different energy supply velocities under the action of the upper loader 3, the energy supply velocities of the rock body with different stiffness can be simulated, and the dynamic hazards caused by the landslide due to the energy supply velocities can be simulated. can be used to analyze the impact on The pressure transmission ring 18 is of hollow construction. The connecting rod 2 and pressure transmission ring 18 are coaxial. The upper part of connecting rod 2 is located in the hollow cavity of pressure transmission ring 18 . A connecting rod 2 connects the waveform transmitter 1 and the upper support end 5 . In this case, the connecting rod 2 also serves to stabilize the loading direction of the upper hydraulic jack 18 so that the upper hydraulic jack 18 loads vertically against the spring 4 . Also, the waveform transmitter 1 is connected to the connecting rod 2 , and the waveform transmitter 1 excites waves of different shapes, amplitudes and frequencies, which in turn pass through the connecting rod 2 and the upper support end 5 to the rock simulation sample 16 . It is possible to transmit and provide a dynamic disturbance load to the rock simulation sample 16, and analyze the impact of the dynamic disturbance on the mountain crash dynamic disaster.

上記模擬装置による深部岩体山はね動的災害の試験方法は、以下のステップを含む： The test method of deep rock mountain splash dynamic disaster by the above simulator includes the following steps:

下ローダを取り付けるステップＳ１０：まず、固定用ナット１２で底部固定端１３をコンクリート床に固定し、次に下ローダ１１の下支持端のアコースティックエミッション配線孔９を通ってアコースティックエミッションプローブを岩石模擬試料１６に取り付けた後、アコースティックエミッションプローブの凸部をコースティックエミッション配線孔９を通って送出する。アコースティックエミッションプローブの岩石模擬試料に取り付けられた凸部がアコースティックエミッション配線孔９の凹部に適合され、下油圧式ジャッキを固定用ナット１２を介して底部固定端１３に固定する。 Step S10 for attaching the lower loader: First, the bottom fixing end 13 is fixed to the concrete floor with the fixing nut 12, and then the acoustic emission probe is passed through the acoustic emission wiring hole 9 in the lower support end of the lower loader 11 to the rock simulation sample. 16, the projection of the acoustic emission probe is delivered through the caustic emission wiring hole 9. The protrusion attached to the rock simulation sample of the acoustic emission probe fits into the recess of the acoustic emission wiring hole 9 , and the lower hydraulic jack is fixed to the bottom fixed end 13 via the fixing nut 12 .

岩石模擬試料に荷重をかけるステップＳ２０：アコースティックエミッションプローブを岩石模擬試料１６に取り付けた後、岩石模擬試料１６を下ローダ１１の下支持端１１に置き、アコースティックエミッションプローブを接続する６本の線をそれぞれ前ローダ１４、後ローダ１５、左ローダ６、右ローダ１０、上ローダ３及び下ローダ１１におけるアコースティックエミッション配線孔９を通って送出し、外部アコースティックエミッション信号受信端に接続し、次に、下ローダ１１により岩石模擬試料１６に所定の垂直圧を加える。上支持端５と環状固定台１７との相互作用により、岩石模擬試料１６は下方に移動することしかできず、上方に移動することができない。下ローダ１１の上方への移動中に、岩石模擬試料１６は下ローダ１１と上支持端５との相互作用で垂直圧を発生させる。垂直圧荷重が安定した後、左ローダ６及び右ローダ１０により岩石模擬試料１６に側圧荷重を加え、加えられた側圧荷重が安定した後、前ローダ１４及び後ローダ１５により岩石模擬試料１６に水平軸圧荷重を加える。 Step S20 of applying a load to the rock simulation sample: After attaching the acoustic emission probe to the rock simulation sample 16, the rock simulation sample 16 is placed on the lower support end 11 of the lower loader 11, and the six wires connecting the acoustic emission probe are connected. through the acoustic emission wiring holes 9 in the front loader 14, rear loader 15, left loader 6, right loader 10, upper loader 3 and lower loader 11 respectively, connect to the external acoustic emission signal receiving end, and then lower A predetermined vertical pressure is applied to the rock simulation sample 16 by the loader 11 . Due to the interaction between the upper support end 5 and the annular fixing base 17, the rock imitation sample 16 can only move downward, and cannot move upward. During the upward movement of the lower loader 11 , the rock imitation sample 16 generates vertical pressure through interaction between the lower loader 11 and the upper support end 5 . After the vertical pressure load is stabilized, a lateral pressure load is applied to the rock simulation sample 16 by the left loader 6 and right loader 10, and after the applied lateral pressure load is stabilized, the rock simulation sample 16 is horizontally loaded by the front loader 14 and the rear loader 15. Apply axial pressure load.

圧荷重を調節するステップＳ３０：前ローダ１４、後ローダ１５、左ローダ６、右ローダ１０、下ローダ１１の圧力計がそれぞれ所定値に達するように、異なるロード方向の前ローダ１４、後ローダ１５、左ローダ６、右ローダ１０、下ローダ１１を調節する。 Step S30 for adjusting the pressure load: The front loader 14 and the rear loader 15 are loaded in different loading directions so that the pressure gauges of the front loader 14, rear loader 15, left loader 6, right loader 10, and lower loader 11 reach predetermined values, respectively. , left loader 6, right loader 10 and lower loader 11 are adjusted.

試験を行うステップＳ４０：前ローダ１４における油圧アンロード速度を制御することにより、岩石模擬試料１６にアンロード負荷を行い、アンロードの過程で、アコースティックエミッション信号受信端により岩石模擬試料１６の破壊によるアコースティックエミッション信号を受信して得るアンロード試験を行うことを含む。 Test step S40: By controlling the hydraulic unloading speed in the front loader 14, the rock simulant sample 16 is unloaded. Including performing an unload test for receiving and obtaining an acoustic emission signal.

好ましくは、上記Ｓ４０はエネルギー供給速度を調整することをさらに含む：バネ４の剛性及び上油圧式ジャッキ１８のロード速度を調整することにより、上支持端５を再ロードし、上油圧式ジャッキ１８により荷重を順に圧力伝達リング１９、バネ４及び上支持端５を介して岩石模擬試料１６に伝達し、アコースティックエミッション信号受信端で受信された信号により、異なる剛性と異なるロード速度の場合の岩石模擬試料１６の内部破壊規則を分析することで、エネルギー供給速度による岩石動的災害への影響を分析する。バネ４の剛性を調整する方法は、ロード中に異なる剛性のバネを採用することである。バネローダ３のロード速度を調整する方法は、上油圧式ジャッキ１８の内部の油圧ロード速度を制御することによりロード速度を制御することである。 Preferably, the above S40 further includes adjusting the energy supply speed: reloading the upper support end 5 and adjusting the upper hydraulic jack 18 loading speed by adjusting the stiffness of the spring 4 and the loading speed of the upper hydraulic jack 18; transmits the load to the rock simulation sample 16 in turn through the pressure transmission ring 19, the spring 4 and the upper support end 5, and the signal received at the acoustic emission signal receiving end determines the rock simulation with different stiffness and different load speed. By analyzing the internal fracture rule of sample 16, we analyze the influence of energy supply rate on rock dynamic disasters. A way to adjust the stiffness of the spring 4 is to employ springs of different stiffness during loading. A method of adjusting the load speed of the spring loader 3 is to control the load speed by controlling the hydraulic load speed inside the upper hydraulic jack 18 .

好ましくは、上記Ｓ４０は動的外乱試験をさらに含む：波形送信器１により異なる周波数、異なる波形及び異なる振幅の波を発生し、上記波はコンロッド２を介して岩石模擬試料１６に動的外乱荷重を加え、波のロード周波数、振幅及び波形による動的災害への影響を分析する。受信されたアコースティックエミッション信号により、岩石模擬試料１６の内部が破壊された時に発生されたアコースティックエミッション信号規則を取得することで、波のロード周波数、振幅及び波形による動的災害への影響を得る。 Preferably, the above S40 further includes a dynamic disturbance test: waves with different frequencies, different waveforms and different amplitudes are generated by the waveform transmitter 1, and the waves are applied to the rock simulation sample 16 via the connecting rod 2 to apply dynamic disturbance loads. to analyze the effects of wave loading frequency, amplitude and waveform on dynamic hazards. The received acoustic emission signal obtains the acoustic emission signal rule generated when the interior of the rock simulation sample 16 breaks down to obtain the effect of the wave loading frequency, amplitude and waveform on the dynamic hazard.

上記実施例の模擬装置は、岩石模擬試料１６に異なる側圧係数の圧荷重をロードすることができ、具体的には、前ローダ１４、後ローダ１５、左ローダ６、右ローダ１０、下ローダ１１により、岩石模擬試料１６に異なる側圧係数の圧荷重をロードすることが実現される。本実施例の模擬装置は、また、岩石模擬試料へのアンロード、外乱荷重の加え、岩体内部のエネルギー転移速度の制御を実現することもできる。本実施例の模擬装置は、アコースティックエミッションプローブにより、岩体内部の破壊によるアコースティックエミッション規則を試験する。 The simulation device of the above embodiment can load the rock simulation sample 16 with pressure loads having different lateral pressure coefficients. Thus, loading the rock simulation sample 16 with pressure loads with different lateral pressure coefficients is realized. The simulation device of this embodiment can also realize unloading to the rock simulation sample, application of disturbance load, and control of the energy transfer rate inside the rock body. The simulator of this example tests the acoustic emission rule due to the fracture inside the rock body with the acoustic emission probe.

本実施例の模擬装置及び試験方法は、上部に位置するバネの剛性変化及び上油圧式ジャッキのロード速度の調整により、岩体の剛性変化及び変形速度を模擬し、下方の岩石模擬試料１６へのエネルギー供給速度を変え、エネルギーの転移速度による山はねへの影響を分析する。 The simulation device and test method of this embodiment simulate the rigidity change and deformation speed of the rock body by adjusting the rigidity change of the spring located in the upper part and the loading speed of the upper hydraulic jack, and transfer to the rock simulation sample 16 below. We will change the energy supply rate of , and analyze the effect of the energy transfer rate on the mountain spring.

１ 波形送信器
２ コンロッド
３ 上ローダ
４ バネ
５ 上支持端
６ 左ローダ
７ 左油圧式ジャッキ
８ 左支持端
９ アコースティックエミッション配線孔
１０ 右ローダ
１１ 下ローダ
１２ 固定用ナット
１３ 底部固定端
１４ 前ローダ
１５ 後ローダ
１６ 岩石模擬試料
１７ 環状固定台
１８ 上油圧式ジャッキ
１９ 圧力伝達リング 1 waveform transmitter 2 connecting rod 3 upper loader 4 spring 5 upper support end 6 left loader 7 left hydraulic jack 8 left support end 9 acoustic emission wiring hole 10 right loader 11 lower loader 12 fixing nut 13 bottom fixed end 14 front loader 15 Rear loader 16 Simulated rock sample 17 Annular fixing base 18 Upper hydraulic jack 19 Pressure transmission ring

Claims (2)

深部岩体山はね動的災害の試験方法であって、以下のステップを含み、即ち、
下ローダを取り付けるＳ１０：まず、固定用ナット（１２）で底部固定端（１３）をコンクリート床に固定し、次に下ローダ（１１）の下支持端のアコースティックエミッション配線孔（９）を通ってアコースティックエミッションプローブを岩石模擬試料（１６）に取り付け、アコースティックエミッションプローブの凸部がアコースティックエミッション配線孔（９）の凹部に適合され、下油圧式ジャッキを固定用ナット（１２）を介して底部固定端（１３）に固定すること、
岩石模擬試料に荷重をかけるＳ２０：アコースティックエミッションプローブを岩石模擬試料（１６）に取り付けた後、岩石模擬試料（１６）を下ローダ（１１）の下支持端１１に置き、アコースティックエミッションプローブを接続する６本の線をそれぞれ前ローダ（１４）、後ローダ（１５）、左ローダ（６）、右ローダ（１０）、上ローダ（３）及び下ローダ（１１）におけるアコースティックエミッション配線孔（９）を通って送出し、外部アコースティックエミッション信号受信端に接続し、次に、下ローダ（１１）により岩石模擬試料（１６）に所定の垂直圧を加え、下ローダ（１１）の上方への移動中に、岩石模擬試料（１６）が下ローダ（１１）と上支持端（５）との相互作用で垂直圧を発生させ、垂直圧荷重が安定した後、左ローダ（６）及び右ローダ（１０）により岩石模擬試料（１６）に側圧荷重を加え、加えられた側圧荷重が安定した後、前ローダ（１４）及び後ローダ（１５）により岩石模擬試料（１６）に水平軸圧荷重を加えること、
圧荷重を調節するＳ３０：下ローダ（１１）、前ローダ（１４）、後ローダ（１５）、左ローダ（６）、右ローダ（１０）の圧力計がそれぞれ所定値に達するように、異なるロード方向の下ローダ（１１）、前ローダ（１４）、後ローダ（１５）、左ローダ（６）、右ローダ（１０）を調節するすること、
試験を行うＳ４０：前ローダ（１４）における油圧アンロード速度を制御することにより、岩石模擬試料（１６）にアンロード負荷を行い、アンロードの過程で、アコースティックエミッション信号受信端により岩石模擬試料（１６）の破壊によるアコースティックエミッション信号を記録するアンロード試験を行うことを含むこと、
エネルギー供給速度を調整すること：バネ（４）の剛性及び上油圧式ジャッキ（１８）のロード速度を調整することにより、上支持端（５）を再ロードし、上油圧式ジャッキ（１８）が、荷重を順に圧力伝達リング（１９）、バネ（４）及び上支持端（５）を介して岩石模擬試料（１６）に伝達し、アコースティックエミッション信号受信端で受信された信号により、異なる剛性と異なるロード速度の場合に岩石模擬試料（１６）の内部が破壊された時に発生されたアコースティックエミッション規則を分析することで、エネルギー供給速度による岩石動的災害への影響を分析すること、及び
動的外乱試験：波形送信器（１）により異なる周波数、異なる波形及び異なる振幅の波を発生し、前記波はコンロッド（２）を介して岩石模擬試料（１６）に動的外乱荷重を加え、受信されたアコースティックエミッション信号により、岩石模擬試料（１６）の内部が破壊された時に発生されたアコースティックエミッション信号規則を取得することで、波のロード周波数、振幅及び波形による動的災害への影響を得ること、
を含むことを特徴とする方法。 A test method for deep rock mass splash dynamic hazards, comprising the steps of:
Install the lower loader S10: First, fix the bottom fixed end (13) to the concrete floor with the fixing nut (12), then pass through the acoustic emission wiring hole (9) at the lower support end of the lower loader (11). The acoustic emission probe is attached to the rock simulation sample (16), the convex part of the acoustic emission probe is fitted to the concave part of the acoustic emission wiring hole (9), and the lower hydraulic jack is attached to the bottom fixed end through the fixing nut (12). fixing to (13);
Loading the rock simulation sample S20: After attaching the acoustic emission probe to the rock simulation sample (16), the rock simulation sample (16) is placed on the lower support end 11 of the lower loader (11), and the acoustic emission probe is connected. The six wires connect the acoustic emission wiring holes (9) in the front loader (14), rear loader (15), left loader (6), right loader (10), upper loader (3) and lower loader (11) respectively. through and connected to the external acoustic emission signal receiving end, then apply a predetermined vertical pressure to the rock simulation sample (16) by the lower loader (11), during the upward movement of the lower loader (11) , the rock simulation sample (16) generates vertical pressure through the interaction between the lower loader (11) and the upper support end (5), and after the vertical pressure load is stabilized, the left loader (6) and the right loader (10) applying a lateral pressure load to the rock simulating sample (16) by applying a lateral pressure load to the rock simulating sample (16), and after the applied lateral pressure load is stabilized, applying a horizontal axial pressure load to the rock simulating sample (16) by the front loader (14) and the rear loader (15);
Adjust pressure load S30: Different loads are adjusted so that the pressure gauges of the lower loader (11), front loader (14), rear loader (15), left loader (6), and right loader (10) reach predetermined values. adjusting the direction of the lower loader (11), the front loader (14), the rear loader (15), the left loader (6), the right loader (10);
Test S40: By controlling the hydraulic unloading speed in the front loader (14), the rock simulation sample (16) is unloaded, and in the process of unloading, the rock simulation sample ( 16) performing an unload test that records the acoustic emission signal due to the breakdown;
Adjusting the energy supply rate: By adjusting the stiffness of the spring (4) and the loading speed of the upper hydraulic jack (18), the upper support end (5) is reloaded and the upper hydraulic jack (18) is , the load is transmitted to the rock simulation sample (16) through the pressure transmission ring (19), the spring (4) and the upper support end (5) in order, and the signal received at the acoustic emission signal receiving end causes different stiffness and analyzing the effect of energy supply rate on rock dynamic hazards by analyzing the acoustic emission law generated when the interior of the rock simulant (16) fails for different loading rates; and Disturbance test: waves of different frequencies, different waveforms and different amplitudes are generated by the waveform transmitter (1), the waves apply dynamic disturbance loads to the rock simulation sample (16) through the connecting rod (2), and are received. Acquisition of the acoustic emission signal rule generated when the interior of the rock simulant (16) is broken by the acoustic emission signal obtained from the wave loading frequency, amplitude and waveform to obtain the impact on the dynamic hazard. ,
A method comprising: 前記上ローダ（３）は波形送信器（１）、コンロッド（２）、バネ（４）、上支持端（５）、上油圧式ジャッキ（１８）及び圧力伝達リング（１９）を含み、波形送信器（１）はコンロッド（２）の先端に固定接続され、コンロッド（２）の底端は上支持端（５）に固定接続され、環状固定台（１７）は上支持端（５）に外嵌され、上支持端（５）の底面は岩石模擬試料（１６）に向かっており、バネ（４）はコンロッド（２）に外嵌され、バネ（４）の一端は上支持端（５）に当接され、バネ（４）の他端は圧力伝達リング（１９）に当接され、上油圧式ジャッキ（１８）は圧力伝達リング（１９）に固定接続され、上支持端（５）にはアコースティックエミッション配線孔（９）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の深部岩体山はね動的災害の試験方法。 Said upper loader (3) includes waveform transmitter (1), connecting rod (2), spring (4), upper support end (5), upper hydraulic jack (18) and pressure transmission ring (19), and waveform transmission The container (1) is fixedly connected to the tip of the connecting rod (2), the bottom end of the connecting rod (2) is fixedly connected to the upper supporting end (5), and the annular fixing base (17) is externally connected to the upper supporting end (5). The bottom surface of the upper support end (5) faces the rock simulation sample (16), the spring (4) is fitted onto the connecting rod (2), and one end of the spring (4) is connected to the upper support end (5). , the other end of the spring (4) abuts on the pressure transmission ring (19), the upper hydraulic jack (18) is fixedly connected to the pressure transmission ring (19), and the upper support end (5) 2. The testing method of deep rock body splash dynamic hazard according to claim 1, characterized in that there is provided an acoustic emission wiring hole (9).
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