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摘要:本发明公开了一种工程岩体动力学模拟试验系统及其试验方法,包括主体承载模块、动态密封模块、动静加载模块、气液充填模块、控温保温模块、钻掘采与支护模块、多物理场信息感知模块,能够真实模拟深部工程各种岩体动力灾害,可成为岩体动力学及冲击地压、岩爆、煤与瓦斯突出、突水等各类工程岩体动力灾害影响因素、演化机理、前兆响应、预测预警及防控技术等研究的模拟试验仪器及平台,试验系统适应多种工程岩体模型、多尺度演化过程实验及多信息精准测试、耦合分析等,能够成为工程岩体动力学、工程岩体动力学行为和机制研究的基础试验装备,能够成为突破岩体动力学实验研究与理论分析难题的基础试验装备。
主权项:1.一种工程岩体动力学模拟试验系统,其特征在于:包括主体承载模块、动态密封模块、动静加载模块、气液充填模块、控温保温模块、钻掘采与支护模块、多物理场信息感知模块;所述主体承载模块包括用于为各种加载模式提供反力的外部反力框架和用于形成试验模型多场多相赋存环境的多尺度内部模型箱体;所述动静加载模块采用模型阵列加载技术,所述动静加载模块在多尺度内部模型箱体的上、下、左、右、前、后六个加载面分别设置多组动静复合加载油缸,所有动静复合加载油缸均可单独或同步控制,所述动静加载模块通过加载板柔性结构层实现每个阵列点应力的准静态和中应变率加载;所述多尺度内部模型箱体的上加载面设置霍普金森杆,所述多尺度内部模型箱体的右、后2个加载面设置有摆锤,以实现高应变率加载;所述气液充填模块的气液充填管路进口端与高压气液存储腔连接,出口端通过密封法兰及密封垫与箱体底板气液充填孔连接,所述气液充填模块能够向箱体内部进行单独气体加载、单独液体加载以及气液两相两步加载,以模拟深部煤岩体真实气液赋存条件;所述动态密封模块用于防止高压气液泄漏,通过导向槽和双液压密封圈可实现高压气液自适应动态密封;所述控温保温模块通过在力热加载板表面及箱体内表面布设热流道、在箱体内表面局部布置硅橡胶加热带、在箱体外表面布置保温层,能够实现试样模型的快速干燥并模拟深部煤岩体真实地温赋存环境,同时能减少热量损失、提高加热效率和温控精度;所述钻掘采与支护模块包括钻进系统、掘进系统、回采系统、支护系统以及智能控制系统,所述钻掘采与支护模块通过计算机程序智能控制运动轨迹和动作方式,能够模拟矿山钻进作业、掘进作业、回采作业以及巷道开挖支护,并能实时高速记录动力灾害发生瞬间巷道内工况;所述多物理场信息感知模块通过将多物理量微型传感器预埋在试样模型内部,实现应力场、渗流场、温度场、电磁场实时监测;通过将多频声波探头和嵌入式探针组合实时无损探测超声波、次声波、声发射和微震动多频声波信号,实现多频声波探测成像、震源定位、裂隙机制解分析及裂隙场成像。
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百度查询: 中国矿业大学 一种工程岩体动力学模拟试验系统及其试验方法
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