技术领域
[0001] 本发明涉及开挖岩体突水试验技术领域,尤其涉及一种深部岩体开挖突水灾害测试装置。
相关背景技术
[0002] 当隧道施工遇到松散破碎岩体稳定性降低,围岩发生变形、开裂,形成大量的裂隙,诱发发生涌水、塌方等地质灾害。
[0003] 现有技术通过室内模型试验研究,所需搭建的模型耗时耗力,一方面突水造成模型大面积的浸水破坏,影响对比试验,另一方面所需更换岩体的工程量大,造成后续试验延期时间长。
具体实施方式
[0015] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。实施例1
[0016] 如图1至图4所示,本发明提供的一种深部岩体开挖突水灾害测试装置,包括试验箱体1,试验箱体1上侧设置加压装置2,加压装置2为液压油缸或配重,使得围岩保持高压,用于模拟深处围岩所处的压力环境,试验箱体1内设置模拟围岩3,模拟围岩3采用现有技术配比制备,根据具体试验所需围岩强度进行选用,模拟围岩3下部设置开挖通道4,采用矿山法开挖并支护,模拟围岩3内部设置刚性护管5,刚性护管5内弧面间隔设置通槽51,刚性护管5内部设置测试水管6,模拟围岩3内埋设至少两个隔板7,隔板7可以根据需求设置多组,在隔板7之间的模拟围岩3内预设裂缝,隔板7与开挖通道4呈法向设置,对上方的加载力影响小,两个隔板7之间设置破碎装置8,测试水管6为软管,测试水管6一侧固定连接橡胶塞61,橡胶塞61设置锥形孔62,锥形孔62朝向测试水管6内部的一侧为大端,锥形孔62的小端由于橡胶塞61的弹性形成闭合,测试水管6外壁设置环形槽63,且环形槽63与隔板7对应设置。
[0017] 测试水管6在充水前没有膨胀,能够在刚性护管5内调整位置,将橡胶塞61对正顶部的通槽51或侧壁的通槽51,用于针对性的在开挖通道4顶壁或侧壁形成涌水渗漏,便于测试不同位置的堵漏或渗漏风险排除,测试水管6调整到位后,充水膨胀使得环形槽63包裹隔板7的穿过孔,在隔板7的模拟围岩3内形成压力水源,试验时,进一步加压注水,则高压水流顶开橡胶塞61的锥形孔62的小端,并注入围岩内,由预先设置的裂隙10涌出,模拟突水灾害的发生。
[0018] 本发明通过在试验箱体1内填筑模拟围岩3,设置开挖通道4,并在开挖通道4的对应位置设置隔板7,划定试验区域,能够在不同的区域进行突水试验;在试验完成后,通过将突水位置的模拟围岩3破碎拆除,然后重新填充浇筑填补,能够快速还原试验场景,便于改变试验参数后重新试验,从而提高试验效率。实施例2
[0019] 本实施例还提供一种破碎装置8,如图1至图4所示,破碎装置8包括两个夹持板81,每个夹持板81一侧设置滑块82,两个隔板7相对的一侧均设置滑槽83,滑槽83下端呈敞口结构,滑块82与滑槽83相适配,夹持板81与隔板7一同埋设在模拟围岩3内,夹持板81向下拉拽后,滑块82与滑槽83脱离,两个夹持板81便能够相互靠近进行破碎;夹持板81底部固定连接牵引柱84,牵引柱84伸出模拟围岩3,通过牵引将突水试验后的局部区域剥离,当该区域加固强度超过直接牵引破碎时,配合冲击钻、破碎锤共同破碎。
[0020] 破碎装置8还包括牵引装置,牵引装置包括移动车,移动车上侧转动连接伸缩臂85,伸缩臂85为液压式,伸缩臂85的伸缩端固定连接弧形导轨86,弧形导轨86上滑动连接两个滑套87,弧形导轨86两侧分别铰接连接一个液压杆88,液压杆88与滑套87一一对应铰接连接;
在该实施例中,滑套87与牵引柱84螺纹连接,在突水试验后,通过移动到牵引柱84的位置,滑套87与牵引柱84一一对应固定连接,两个液压杆88伸长,将两个滑套87相互推进,用于推动脱离隔板7的两个夹持板81相互靠近,压碎之间的模拟围岩3,方便快速清楚突水后受水浸影响的模拟围岩3,便于后续快速修补用于后续试验。
实施例3
[0021] 本实施例还提供一种破碎装置8的进一步结构,如图1至图4所示,滑套87滑动连接支杆871,支杆871上端与牵引柱84螺纹连接,滑套87的滑动孔内部设置避让槽872,支杆871伸入避让槽872并固定连接弧形凸台873,弧形凸台873与避让槽872内壁之间固定连接支撑弹簧874,弧形导轨86间隔固定连接弧形凸块875,弧形凸块875与弧形凸台873对应设置,两个滑套87相对弧形凸块875错位设置;夹持板81设置贯穿孔811,贯穿孔811的直径大于刚性护管5的直径,夹持板81在贯穿孔811与刚性护管5的间隙幅度内往复移动。
[0022] 两个夹持板81相对的一侧上端固定连接破碎齿,破碎齿在侧向和顶面,顶面的破碎齿能够通过冲撞将存留的模拟围岩3凿成毛面,便于后续填充材料的结合。
[0023] 隔板7上侧固定连接锚杆71,用于加固隔板7,在分离夹持板81的过程中保持隔板7稳固。
[0024] 在本实施例中,两个滑套87带着夹持板81相互靠近的过程中,弧形凸台873移动到弧形凸块875的位置使得支杆871和对应的夹持板81向上滑动,两个夹持板81呈现一高一低的状态且能够交替,从而将之间的碎块压碎和锉碎,提高破碎效果,便于提高清理效果。
[0025] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。