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申请/专利权人：山东科技大学

摘要：本发明提供一种溶液腐蚀条件下巷道围岩力学响应监测装置及方法，包括承载框架、腐蚀箱、腐蚀环境控制系统、压力加载机构和围岩体试件；承载框架内部设置有腔室；腐蚀箱设置在腔室内，上端开口，箱体至少一个面设置观察窗；围岩体试件设置于腐蚀箱内；压力加载机构包括底座、液压缸和活塞；底座固定设置在承载框架内部顶面，用于装载液压缸；液压缸连接活塞；活塞与围岩体试件的上部接触，用于向围岩体试件施加作用力；腐蚀环境控制系统包括进液机构、出液机构和控制机构，控制机构通过控制进液机构和出液机构，进而控制腐蚀箱内腐蚀溶液的液位维持在设定值。本装置安装简易且操作简单，通过监测电脑可进行不同工程围岩模拟以及多种腐蚀环境模拟。

主权项：1.一种溶液腐蚀条件下巷道围岩力学响应监测方法，其特征在于，包括实现所述监测方法的监测装置；所述监测装置包括承载框架、腐蚀箱、腐蚀环境控制系统、压力加载机构和围岩体试件；所述承载框架内部设置有腔室，其至少一个侧面开框；所述腐蚀箱设置在所述腔室内，其上端开口，其箱体至少一个面设置观察窗；所述腐蚀箱还设置有防蒸发盖板，所述腐蚀箱的观察窗为透明有机玻璃板；所述围岩体试件设置于所述腐蚀箱内；所述压力加载机构包括底座、液压缸和活塞；所述底座固定设置在所诉承载框架内部顶面，用于装载所述液压缸；所述液压缸连接所述活塞；所述活塞与所述围岩体试件的上部接触，用于向所述围岩体试件施加作用力；所述活塞与所述围岩体试件之间设置刚性均压加载板，所述围岩体试件底部设置反力均压垫板；所述腐蚀环境控制系统包括进液机构、出液机构和控制机构，所述控制机构通过控制所述进液机构和所述出液机构，进而控制所述腐蚀箱内腐蚀溶液的液位维持在设定值；所述进液机构包括储液箱和进液管，所述出液机构包括出液管和集液箱；所述控制机构包括设置在所述进液管上的进液泵、设置在所述出液管上的出液泵、监测电脑；所述围岩体试件设置为锚固件，其内部设置应变片，所述应变片通过引线与所述监测电脑连接；所述监测方法包括以下步骤：S1，将围岩体试件置于腐蚀箱内，调整所述围岩体试件的位置至其位于反力均压垫板和刚性均压加载板中央，安装好透明有机玻璃板，并安装至少两片防蒸发盖板，使所述腐蚀箱处于密封和保温状态；S2，通过监测电脑控制液压缸使活塞产生位移，对所述围岩体试件施加设置的初次伺服压力，并通过所述监测电脑采集所述围岩体试件内的应变片传输数据，生成初次应力-应变曲线；S3，维持初次伺服压力，通过监测电脑检测和伺服控制所述腐蚀箱内腐蚀溶液的水量、温度和pH值在设定值，通过所述监测电脑实时获取处于浸泡状态的所述围岩体试件内应变片传输的数据；S4，通过所述监测电脑控制所述液压缸，使所述活塞对所述围岩体试件施加设置的二次伺服压力，并通过所述监测电脑采集所述围岩体试件内应变片传输的数据，生成二次应力-应变曲线；S5，排出所述腐蚀箱内的腐蚀溶液，解除所述围岩体试件的受力状态后取出并清理干净以用于下一轮实验；S6，基于工程围岩控制方法和材料腐蚀规律，通过分析步骤S2至S4所获取的力学响应数据来量化判断工程防腐支护方案，具体为：和未经腐蚀、加压处理的原围岩体试件相比：①当实验处理的围岩体试件的峰值强度下降＜10％时，说明当前腐蚀条件对巷道围岩体系的劣化损伤影响较小，需加强监测，不需要采取其他措施；②当实验处理的围岩体试件的峰值强度下降≥10％且≤30％时，说明当前腐蚀条件对巷道围岩体系产生了一定的劣化损伤，需要对工程岩体采取更换防腐蚀锚护材料或加强支护的措施；③当实验处理的围岩体试件的峰值强度下降＞30％时，说明当前腐蚀条件对巷道围岩体系产生了严重的劣化损伤，需要对工程岩体采取注浆封堵加固、更换防腐蚀锚护材料及实加被动支护围岩控制措施。

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