1.三向非均匀应力下三维组合裂隙岩体劈裂注浆模型的试验装置,其特征在于:包括三维组合裂隙岩体(2)、三面固定组合挡板(1)、注浆系统部分(5)、应力监测部分(4)和三个应力加载部分(3),所述三维组合裂隙岩体(2)为通过若干小试样(21)拼接形成的长方体结构,三个应力加载部分(3)从上、前、右三个不同方向向三维组合裂隙岩体(2)施加应力,三个应力加载部分(3)分别为第一主应力加载部分(31)、第二主应力加载部分(32)、第三主应力加载部分(33),所述应力加载部分(3)包括小垫板(36)、加压装置、弹性元件和加载挡板,所述小垫板(36)与三维组合裂隙岩体(2)施加应力一侧的小试样(21)一一对应并设置于对应小试样(21)收到应力的一侧,所述弹性元件与所述小垫板(36)一一对应并设置于所述小垫板(36)与加载挡板之间,位于同一侧的弹性元件连接在同一个加载挡板上,所述加载挡板被加压装置施加朝向所述三维组合裂隙岩体(2)的压力,所述弹性元件设有多组且各组弹性元件的刚度不同,排列后的各个弹性元件的刚度呈梯度变化;所述注浆系统部分(5)用于向所述三维组合裂隙岩体(2)的中心注浆,所述应力监测部分(4)包括采集应力数据的压力盒,所述压力盒设于所述三面固定组合挡板(1)的至少一个内侧面,所述三面固定组合挡板(1)的三个内侧面分别与三个应力加载部分(3)相对。
2.根据权利要求1所述的三向非均匀应力下三维组合裂隙岩体(2)劈裂注浆模型的试验装置,其特征在于:所述弹性元件按刚度由大到小依次设置若干组,位于中心的弹性元件具有最大刚度,同一侧布置的弹性元件由内到外刚度依次减小。
3.根据权利要求2所述的三向非均匀应力下三维组合裂隙岩体(2)劈裂注浆模型的试验装置,其特征在于:所述弹性元件为弹簧(35),所述加压装置为真三轴试验机,真三轴试验机的三个施力柱分别从上、前、右三个不同方向向三维组合裂隙岩体(2)施加应力,三个施力柱分别为第一主应力加压方向施力柱(311)、第二主应力加压方向施力柱(321)和第三主应力加压方向施力柱(331),所述加载挡板分别为第一主应力加载挡板(312)、第二主应力加载挡板(322)和第三主应力加载挡板(332)。
4.根据权利要求3所述的三向非均匀应力下三维组合裂隙岩体(2)劈裂注浆模型的试验装置,其特征在于:第一主应力加载部分(31)中的小垫板(36)设于三维组合裂隙岩体(2)上面的小试样(21)上侧,真三轴试验机的第一主应力加压方向施力柱(311)的下端与所述第一主应力加载挡板(312)接触并向下施压,位于三维组合裂隙岩体(2)上侧的各个小垫板(36)通过对应的弹簧(35)与所述第一主应力加载挡板(312)连接,所述弹簧(35)均竖直设置;
5.根据权利要求3所述的三向非均匀应力下三维组合裂隙岩体(2)劈裂注浆模型的试验装置,其特征在于:所述注浆系统部分(5)包括电动注浆泵(51)、浆液伺服控制系统(52)、隔膜压力计(55)、注浆软管(53)、注浆硬管(57)、流量计(54)和无纸记录仪(56);其中电动注浆泵(51)连接注浆软管(53),所述注浆软管(53)经浆液伺服控制系统(52)连接到所述注浆硬管(57),所述注浆硬管(57)穿过一个加载挡板插入所述三维组合裂隙岩体(2)的中心用于注浆;注浆软管(53)上安装有隔膜压力计(55)及流量计(54),所述隔膜压力计(55)及所述流量计(54)设于所述注浆硬管(57)到所述浆液伺服控制系统(52)之间,所述隔膜压力计(55)及所述流量计(54)通过数据线连接于无纸记录仪(56)。
6.根据权利要求5所述的三向非均匀应力下三维组合裂隙岩体(2)劈裂注浆模型的试验装置,其特征在于:所述注浆硬管(57)穿过第三主应力加载挡板(332),所述第三主应力加载挡板(332)的外侧安装有镂空框架结构的主应力加载挡板支架(34),所述第三主应力加压方向施力柱(331)施压时与主应力加载挡板支架(34)的伸出端接触,通过挤压主应力加载挡板支架(34)对第三主应力加载挡板(332)施压,所述注浆硬管(57)穿过所述主应力加载挡板支架(34)和所述第三主应力加载挡板(332)。
7.根据权利要求3所述的三向非均匀应力下三维组合裂隙岩体(2)劈裂注浆模型的试验装置,其特征在于:所述应力监测部分(4)包括动静态应变仪(41)和所述的压力盒(42);所述压力盒通过数据线连接于所述动静态应变仪(41),所述三面固定组合挡板(1)至少一个内侧面开设有深凹孔,所述压力盒设于所述深凹孔内并能采集该方向上三维组合裂隙岩体(2)产生的应力。
8.根据权利要求3所述的三向非均匀应力下三维组合裂隙岩体(2)劈裂注浆模型的试验装置,其特征在于:所述三面固定组合挡板(1)包括底面板(11)、左面板(12)、后面板(13),所述底面板(11)的左端面与所述左面板(12)焊接相连,所述左面板(12)和所述后面板(13)竖直焊接固定在所述底面板(11)上,所述左面板(12)和所述后面板(13)之间垂直焊接相连。
9.三向非均匀应力下三维组合裂隙岩体(2)劈裂注浆模型的试验方法,其特征在于:采用如权利要求1-8中任一所述的三向非均匀应力下三维组合裂隙岩体(2)劈裂注浆模型的试验装置,所述试验方法包括下列步骤:
10.根据权利要求9所述的三向非均匀应力下三维组合裂隙岩体(2)劈裂注浆模型的试验方法,其特征在于:应力的加载路径包括第一主应力加载路径、第二主应力加载路径和第三主应力加载路径;