在此过程中改变试验机的垂直压力；
[0041]步骤七:重复步骤一至四，并在此过程中通过调节推进头上贯通孔打开的数量或更换孔的形状和尺寸不同的推进头以改变巷道开挖的速度；
[0042]步骤八:当所有实验完成之后，采用数字图像相关方法或软件计算被选择图像的位移场和应变场，同时校正奇异点和显不各种结果；
[0043]所述的数字图像相关方法或软件的位移计算结果应具有亚像素精度；
[0044]在进行所述步骤二之前检查围岩侧压加载系统的气密性。
[0045]在进行所述步骤八之前，为了提高计算精度，应进行图像滤波和镜头畸变校正。
[0046]在进行所述步骤八时，奇异点校正的方法包括:更换计算参数重新计算和利用奇异点周围非奇异点的信息对奇异点的信息进行插值并覆盖；根据平行于巷道轴线平面内的变形场和巷道围岩模型的轴对称变形特性，推出垂直于巷道轴线平面内的分区破裂化图案。
[0047]本发明的有益效果:
[0048]与其他模拟巷道围岩分区破裂化的实验手段相比，本发明利用侧囊对巷道围岩模型施加侧向压力，两个方向的侧向压力可相同，也可不同，施加的压力可调控；本发明预先利用散体充填巷道，利用重力使散体从推进头平台上的孔洞泄出，同时控制推进头向上匀速推进，实现巷道匀速开挖模拟；本发明在过巷道轴线的平台上设置一块透明平板，为采用光学方法观测分区破裂化现象提供了可能，通过分析记录的图像的位移场和应变场，在巷道轴线方向应力(由试验机提供)、两个方向的侧向压力、巷道开挖及支护作用下，可为深部巷道围岩分区破裂化研究提供大量的可靠数据，这对于深部巷道围岩的破坏及失稳机理研究以及防灾减灾措施制定具有重要的意义；本发明的装置结构紧凑，操作方便，造价低廉。
【附图说明】
[0049]图Ι-a是本发明的巷道开挖系统和围岩侧压加载系统结构主视图；
[0050]图Ι-b是图Ι-a中沿A-A向的结构剖视图；
[0051]图2是图1中围岩侧压加载系统的侧囊结构剖视图；
[0052]图3是一种模拟巷道开挖诱发围岩分区破裂化的装置示意图；
[0053]图4-a、图4-b及图4_c分别是巷道开挖之前、巷道开挖距离为巷道总长度的1/3及2/3时围岩的散斑场；
[0054]图5-a是巷道开挖距离为巷道总长度的1/3时围岩的最大剪切应变云图；图5_b和图5-c分别是巷道开挖距离为巷道总长度的1/3时沿B-B、C-C剖面的围岩的分区破裂化素描图；
[0055]图6-a是巷道开挖距离为巷道总长度的2/3时围岩的最大剪切应变云图；图6_b和图6-c分别是巷道开挖距离为巷道总长度的2/3时沿D-D、E-E剖面的围岩的分区破裂化素描图。
[0056]图中符号说明如下:
[0057]1巷道开挖系统；2散体；3推进头；4立柱；5活塞；6液压缸缸体；7开停阀；8节流阀；9溢流阀；10液压栗；11液压管线；12油箱；13可伸缩套管；14围岩侧压加载系统；15侧囊；16侧压加载板；17第一气压减压阀；18第一气压调压阀；19第一六通阀门；20气压管线；21第一气压加载气瓶；22第一气压压力表；23第二气压减压阀；24第二气压调压阀；25第二气压压力表；26第二六通阀门；27第二气压加载气瓶；28顶盖；29外壳；30垫箱；31巷道围岩模型；32垫板；33垂直应力加载垫块；34透明平板；35拍摄设备；36三角架；37照明光源；38计算机；39数字图像相关方法程序或软件；40光学观测系统；41手动换向阀；42剪切带；43破裂区；44过滤器；15-1密封螺栓；15-2密封小球；15_3气嘴；15_4禁锢卡环；15-5橡胶膜。
【具体实施方式】
[0058]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明
[0059]图1给出了一种模拟巷道开挖诱发围岩分区破裂化的装置的巷道开挖系统1和围岩侧压加载系统14 ;巷道开挖系统1由预先充填于巷道内的散体2、含孔洞的推进头3、立柱4、活塞5、液压缸缸体6、开停阀7、节流阀8、手动换向阀41、溢流阀9、液压栗10、液压管线11、油箱12、过滤器44和透明平板34组成；围岩侧压加载系统14由侧囊15、侧压加载板16、第一气压调压阀17、第一气压减压阀18、第一六通阀门19、气压管线20、第一气压加载气瓶21、顶盖28、外壳29、第一气压压力表22、第二气压减压阀23、第二气压调压阀24、第二气压压力表25、第二六通阀门26、第二气压加载气瓶27、垫板32和垫箱30组成；通常，垂直于巷道轴线的两个方向的侧压并不相同，为此至少需要两个气瓶分别对巷道围岩模型31后方的一个侧囊和其左、右两侧的两个侧囊供气；对左、右两侧囊充气的第一气压加载气瓶21与第一气压减压阀17相连通，第一气压减压阀17与第一气压调压阀18相连通，第一气压调压阀18与第一六通阀门19和第一气压压力表22相连通，第一六通阀门19与两个支路相连通，每个支路与左、右两侧囊中的一个相连通；对后方侧囊充气的第二气压加载气瓶27与第二气压减压阀24相连通，第二气压减压阀24与第二气压调压阀25相连通，第二气压调压阀25与第二六通阀门26和第二气压压力表25相连通，第二六通阀门26与后方侧囊相连通；各侧囊均设置于外壳29与巷道围岩模型31之间，各侧囊充气后，对巷道围岩模型31施加侧压；各侧囊和巷道围岩模型31下方设置有垫箱30 ;垫箱30由凸起和凹陷的两部分平台组成；垫箱30上凸起的平台用于承载侧囊15、侧压加载板16和巷道围岩模型31 ;侧囊15的上方设置有顶盖28，顶盖28上设置有将顶盖固定于外壳的圆孔及允许侧囊气嘴15-3通过的孔洞和滑道；外壳上端面相应位置上设置有螺栓孔，以便于顶盖28的固定；垫箱30的凹陷平台设置于巷道的下方；垫箱30的凹陷平台用于承载巷道开挖系统1，另外，还用于承接从推进头3孔洞下落的散体2，以便于散体2的收集和循环使用；巷道围岩模型30的上方设置有垫板32 ;垫板32上方设置有垂直应力加载垫块33，垫块33设置在试验机上压头与巷道围岩模型31之间；外壳29和垫箱30的下端面均设置在试验机平台上；巷道围岩模型31的前方设置有一块透明平板34，透明平板34将巷道围岩模型31刚好遮挡，通过螺栓将透明平板34固定在外壳29的前表面上。
[0060]所述巷道开挖系统1的含孔洞的推进头3固定在液压缸的立柱4上；推进头3的上表面包括两部分:凸起的头部和其外围的平台。凸起的头部起到降低推进阻力的作用，有利于位于头部的散体2滑向平台，类似于子弹形的凸起的头部能起到上述作用；平台上设置有允许散体下落的垂直方向的贯通孔；贯通孔的数量、尺寸和形状决定了散体2的流量，随着散体2的下落，在液压缸的立柱4的作用下推进头3向上推进，这样，散体的流量将决定巷道开挖的速度。
[0061]所述推进头3匀速向上推进，其速度和散体2的流量相适应，若推进头3推进过快，将使散体2受到较大的平行于巷道轴线的压力作用，这不符合巷道开挖的本质(是轴向卸荷，而非加荷)；若推进头3推进过慢，将使远离推进头3的散体2发生松动，这也不符合巷道开挖时影响区域应位于开挖面附近的实际情况。
[0062]所述推进头3设置有贯通孔，贯通孔在巷道开挖之前应封闭。
[0063]所述巷道围岩模型31在巷道逐渐开挖过程中，由于垂直方向压力、侧向压力始终存在，由于巷道的开挖，围岩将向开挖后的巷道涌入，这将妨碍立柱4和推进头3的上升以及散体2的下落；为此，在推进头3的侧向设置有可伸缩套管13，该套管13仅为常规套管的一半，即将常规套管沿其轴线一分为二，任意一个均可使用，套管13的最大伸长量取决于其级数和每级的长度，可根据开挖巷道的长度决定，随着立柱4和推进头3的上升，套管13逐渐伸长，套管13还能对巷道围岩起到一定的支护作用；最外侧套管固定在垫箱30上，最内侧套管固定在推进头3上；液压缸设置于套管13内部，液压缸缸体6固定在垫箱