1、簡(jiǎn)介

本機(jī)由回形框架式主機(jī)、水平移動(dòng)反力加載系統(tǒng)、電液伺服加載系統(tǒng)、微型自動(dòng)掘進(jìn)機(jī)、高壓注水系統(tǒng)、測(cè)量控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成。微機(jī)與分布式多通道閉環(huán)測(cè)控儀相聯(lián)，可對(duì)整個(gè)過(guò)程試驗(yàn)實(shí)行全自動(dòng)控制。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括應(yīng)力、應(yīng)變與多點(diǎn)位移計(jì)及數(shù)據(jù)采集儀。為了保證本項(xiàng)目的性，數(shù)據(jù)運(yùn)行穩(wěn)定，安全，操作便利，易于維修，我們采用如下措施。

①采用水平以移動(dòng)式反力框架，便于試件裝拆運(yùn)輸，可以保證操作容易，使用可靠，維修方便。

②伺服油源，采用式封閉油源，噪音低。

③采用伺服電機(jī)油泵機(jī)組，油溫可控始終控制在45度左右。可以長(zhǎng)期保壓，（三個(gè)月內(nèi)）

④采用分布式閉環(huán)控制方式，試件在一面加載時(shí)可采用梯度加載下載，也可以五面同時(shí)加載。

2、詳細(xì)技術(shù)參數(shù)

試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：模塊化組合式結(jié)構(gòu)，主機(jī)設(shè)計(jì)采用反力架結(jié)構(gòu)，前后反力墻為電動(dòng)驅(qū)動(dòng)可行走式。

模型尺寸：2000mm×2000mm×2000mm（寬×高×厚）

單榀模型厚度：500mm

反力密封能力：≥4.0MPa

反力裝置剛度：主機(jī)采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，剛性滿(mǎn)足1/3000

強(qiáng)度安全系數(shù)：≥2倍

模型表面荷載集度：3MPa（模擬現(xiàn)場(chǎng)地應(yīng)力60MPa），實(shí)現(xiàn)以面為單位的加載，每一個(gè)加載面，實(shí)現(xiàn)層級(jí)加載，可以實(shí)現(xiàn)5個(gè)加載面分步驟逐步開(kāi)始加載。

應(yīng)力加載能力：四面真三軸梯度加載（模擬現(xiàn)場(chǎng)三向地應(yīng)力），每個(gè)加載面20個(gè)加載點(diǎn)，單個(gè)加載點(diǎn)荷載750KN，試樣單面壓力值≥3MPa，加載點(diǎn)的位置可以任意可調(diào)，控制通道數(shù)100個(gè)。

液壓加載油路：12路，油缸的伺服行程100mm,控制精度≤0.001MPa，伺服油源占地尺寸：長(zhǎng)1500mm×寬1000mm×高1000mm;控制臺(tái)尺寸：長(zhǎng)1000mm×寬1000mm×高800mm。

液壓系統(tǒng)壓力：額定工作油壓31.5MPa，伺服油源，過(guò)載能力≥150%，采用封閉式結(jié)構(gòu)。

系統(tǒng)啟動(dòng)壓力：≤1.0MPa

壓力控制精度：±0.1 MPa

加載穩(wěn)壓時(shí)間：≥1440 H

注水壓力：1.0MPa（模擬現(xiàn)場(chǎng)水壓10-20MPa）

水壓加載精度：0.01 MPa

注水流量：60L/min

掘進(jìn)進(jìn)尺：2000mm

開(kāi)挖洞徑：500mm（三心拱形）

隧洞掘進(jìn)速度：1-100mm/min可調(diào)

刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)速度：120-360r/min可調(diào)

位移測(cè)量方式：微型多點(diǎn)位移計(jì)

位移測(cè)量量程：-100-100mm

位移測(cè)量精度：0.001mm

應(yīng)變測(cè)量量程：±19999με

應(yīng)變測(cè)量量程：1με

應(yīng)變計(jì)電阻值：1/4橋（120Ω）、半橋、全橋（60Ω～20000Ω任意設(shè)定）

應(yīng)變測(cè)量范圍：配合橋式傳感器等，實(shí)現(xiàn)應(yīng)變、壓力、滲壓等數(shù)據(jù)多點(diǎn)檢測(cè)

滲壓測(cè)量量程：0-1MPa

滲壓測(cè)量量程：0.01MPa

模型升降平移：行程2000mm（方便模型移入移出）

系統(tǒng)功能擴(kuò)展：設(shè)計(jì)留有與其他系統(tǒng)的接口，方便升級(jí)改造；可在前后方向增加榀數(shù)增大模型厚度；測(cè)試系統(tǒng)可升級(jí)，如采用光纖光柵等測(cè)試手段，為達(dá)到各個(gè)加載點(diǎn)的組合試驗(yàn)，軟件具有自定義程序功能。在全程閉環(huán)控制下，應(yīng)具備力、位移控制、恒應(yīng)力控制、恒位移控制、恒變形控制等多種控制功能，且在試驗(yàn)過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)控制方式和控制速率的無(wú)沖擊平滑切換。

設(shè)置行吊輔助安裝系統(tǒng)，起重能力不小于5T，能實(shí)現(xiàn)試樣，前后加載系統(tǒng)、配套系統(tǒng)的移動(dòng)、定位和安裝等。

3、各部分組成以及結(jié)構(gòu)原理圖

本機(jī)由回形框架式主機(jī)、水平移動(dòng)反力加載系統(tǒng)、電液伺服加載系統(tǒng)、微型自動(dòng)掘進(jìn)機(jī)、高壓注水系統(tǒng)、測(cè)量控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成。如下圖所示：

總裝示意圖

總裝俯視圖

4、配置清單