一、簡介

  本機(jī)由組裝反力單元、恒壓靜載單元、動靜疊加單元、信息采集單元、智能控制單元、可視化恒容單元、自平衡力學(xué)滲流單元、真三軸力學(xué)試驗單元等部分組成。綜合考慮煤高應(yīng)力靜載、高壓氣液賦存、遠(yuǎn)場多應(yīng)變率擾動和近場應(yīng)變能釋放等復(fù)雜致災(zāi)力學(xué)條件開展，形成可研究多場多相動靜疊加復(fù)雜環(huán)境下煤(巖)體物理力學(xué)特性的模塊化多應(yīng)變率動靜疊加巖石力學(xué)試驗系統(tǒng)。

主要功能：

(1)通過落錘沖擊、電磁沖擊、脈沖動載實現(xiàn)多種不同形式?jīng)_擊荷載的施加，適用于研究擾動荷載作用下巖右大變形機(jī)制與致災(zāi)機(jī)理;

(2)通過高壓氣體快速膨脹實現(xiàn)峰后試件快速壓力補(bǔ)償，模擬深部地下工程彈性區(qū)圍巖積聚彈性能快速釋放過程;

(3) 滿足從靜態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)、低頻次交變中應(yīng)變率到高應(yīng)變率的多應(yīng)變率動靜組合荷載施加要求，真實獲取圍巖在不同應(yīng)力條件下的物理力學(xué)特性及動力學(xué)響應(yīng)特征。

滿足的標(biāo)準(zhǔn)：

《試驗機(jī)通用技術(shù)要求GB/T2611-2022》、《拉力、壓力和試驗機(jī)（檢定規(guī)程）JJG 139-2014》、《水利水電工程巖石試驗規(guī)程SL/T264-2020》、《公路工程巖石試驗規(guī)程JTG E41-2018》、《工程巖體實驗方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T50266-2013》、《鐵路工程巖石實驗規(guī)程TB101115-2014》

二、主要技術(shù)指標(biāo)

(1)組裝反力單元

框架整體剛度:≥14.8GN/m；試驗空間：尺寸600x600x1220mm(長x寬x高)；主體承載板為整體鋼板，材質(zhì)Q345，厚度≥200 加工而成;主體反力框架采用卯榫結(jié)構(gòu)設(shè)計；可實現(xiàn)可視化恒容單元、自平衡力學(xué)滲流單元、真三軸力學(xué)試驗單元等多種試驗輔助單元的滑移互換，方便開展各種類型的試驗;配備至少兩組提升裝置，提升高度>1m，可將可視化恒容單元、自平衡力學(xué)滲流單元、真三軸力學(xué)試驗單元等多種試驗輔助單元提升至指定試驗位置，并可實現(xiàn)大角度提升旋轉(zhuǎn)，角度90°；組裝反力框架底部四角安裝減振隔振裝置，減小沖擊荷載應(yīng)力波往復(fù)傳遞對試驗結(jié)果的影響，整體承載能力≥50 t。

(2)恒壓靜載單元

通過恒速恒壓泵實現(xiàn)蠕變、準(zhǔn)靜態(tài)荷載施加以及富水含氣環(huán)境模擬；蠕變及靜載加載范圍:0-2000kN;蠕變及靜載加載精度:±0.25%F.S;流量:>1200ml/min;壓力:≥ 60MPa。

(3)動靜疊加單元

包含液壓作動器、落錘沖擊裝置、電磁沖擊裝置，可與恒壓靜載單元相配合，實現(xiàn)多種應(yīng)變率沖擊荷載與靜態(tài)荷載的組合施加；可與氣液加載子單元施加的蠕變荷載以及準(zhǔn)靜載進(jìn)行疊加；液壓作動器振動載荷:0-500kN；振動荷載精度:±1%F.S；振動頻率:0-10Hz；振動波形:正弦波、方波等任意波形；振動方式:高精度高頻大流量液壓脈沖系統(tǒng)；沖擊荷載:0-200kN；沖擊荷載精度:±1%F.S；沖擊能量:電磁沖擊 0-1000J，落錘沖擊 300J；落錘沖擊方式:落錘沖擊過程自動化伺服控制，可實現(xiàn) 0.2Hz循環(huán)沖擊，落錘提升高度控制精度±1mm；電磁沖擊方式:通過電磁力驅(qū)動施加高速沖擊力，瞬時速度>60ms，電容器充電電壓 0-1500V，系統(tǒng)儲能>20000J，輸出能量>1000J；應(yīng)變率范圍:0.0001-1000/s；可通過高壓氣體快速膨脹做功模擬近場應(yīng)變能釋放的動力過程；近場應(yīng)變能模擬氣壓:0-10MMPa；氣壓腔行程:>150mm；液壓作動器、落錘沖擊裝置、電磁沖擊裝置可以實現(xiàn)自動化位置互換，方便開展不同沖擊荷載加載試驗。

(4)信息采集單元

監(jiān)測參量:應(yīng)力、位移、氣壓、溫度等；采樣通道:>8 通道/單卡；采樣頻率:>100kHz；應(yīng)力采集精度:0.1MPa；位移采集精度:0.001mm；配備 32 通道集成式動態(tài)信號測試分析系統(tǒng)

5)智能控制單元

控制方式:按位移、負(fù)荷及程控加載，可預(yù)先設(shè)定加載過程，實現(xiàn)動靜疊加復(fù)雜試驗全過程自動化，且數(shù)據(jù)可導(dǎo)出；靜載控制精度:±0.1kN；動載控制精度:±0.5kN；蠕變控制精度:±0.1kN；液壓作動器、落錘沖擊裝置、電磁沖擊裝置可根據(jù)油氣沖一體缸隨動，并可實現(xiàn) X、Y的方向鎖定和自動位置控制。

(6)可視化恒容單元

試驗儀外形參考尺寸:350x350x460mm；耦合加載室空間尺寸:≥Φ140x200mm；窗口玻璃尺寸:Φ80x50mm；試件尺寸:Φ50x100mm；氣壓密封能力:10MPa；可視化監(jiān)測:三面可視、一面可拆卸；耦合加載室內(nèi)部配備無頻閃高亮恒流LED 光源，實現(xiàn)高速攝像過程補(bǔ)光；材質(zhì):304 不銹鋼+高硼硅鋼化玻璃。

(7)自平衡力學(xué)滲流單元

氣液滲流壓力:0--35MPa；滲透率測試精度:≤10-21m2；圍壓加載范圍:0--40MPa；試樣尺寸:p50mmx100mm；材質(zhì):304不銹鋼。

(8)真三軸力學(xué)試驗單元

試件尺寸:50x50x100mm；加載方式:上、下、左、右方向剛性加載，前后方向柔性加載；真三軸三向加載能力:0-100MPa；加溫能力:0-200℃；動載施加方式:頂部接沖擊桿，可與沖擊系統(tǒng)配合施加多應(yīng)變率動載；試件密封:試件表面涂抹耐 200℃高溫:耐 100MPa 高壓密封膠，厚度>3mm，確保試件與液壓油隔離；邊界減摩:需設(shè)置邊界減摩機(jī)構(gòu)，防止加載過程中試件變形破壞；消除空白角:采用兩剛一柔方式實現(xiàn)試件六面加載，消除試件加載破壞過程中的空白角；信息監(jiān)測:監(jiān)測包括但不限于試件破壞過程中的位移、應(yīng)力、應(yīng)變、溫度等數(shù)據(jù)；設(shè)置可更換可視化蓋板與無頻閃光源實現(xiàn)低壓條件下(0-30MPa)實驗過程的可視化。