二加载装置，13、第三加载装置，14、外限板，15、滚珠，16、小孔。
【具体实施方式】
[0032]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0033]如图1-5所示，一种应力作用下软弱构造带错动模拟试验装置，包括底座1，所述底座1上依次设有左样室2、错动室3和右样室4，所述左样室2和错动室3分别通过导轨5与底座1滑动连接，所述左样室2、错动室3和右样室4均为矩形柱且三者内分别设有用于放置试样的左通孔61、中通孔62和右通孔63，上述三个通孔为等径圆柱形通孔，沿导轨5滑动所述左样室2和错动室3可使上述三个通孔同轴，形成一个贯通的通孔6，所述左通孔61的左端设有左垫块7，所述右通孔63的右端设有右垫块8，所述右垫块8的中心设有孔径小于所述右通孔63的预留孔81，所述错动室3包括外限板14和设置在所述外限板14内表面的圆环形的水囊9，所述圆环形水囊9内径与所述中通孔62的直径相等，所述左垫块7远离左样室2的一端设有第一加载装置11，所述右垫块8远离所述右样室4的一端设有第二加载装置12，所述左样室2的一侧还设有驱动所述左样室2沿所述导轨5运动的第三加载装置13。
[0034]所述水囊9外接可以调节水囊9水压的压力调节装置。
[0035]所述外限板14与左样室2之间以及外限板14与右样室4之间均设有满布滚珠15ο
[0036]所述第一加载装置11通过钢珠板10与所述左垫块7连接，所述钢珠板10与所述左垫块7接触一侧设有多个可以滚动的钢珠。
[0037]所述第二加载装置12包括多个沿所述预留孔81边缘均匀布置的加载装置，多个均匀布置的加载装置可以保证施加在试样上的力均匀。在试验过程中需通过右侧垫块的预留孔探入钻孔设备在试样中心钻一个小孔16，用于模拟隧道开挖工作。所述第一加载装置11、第二加载装置12和第三加载装置13均为千斤顶。第一、第二加载装置沿通孔轴向布置，
二者与第三加载装置垂直。
[0038]所述第一加载装置11、第二加载装置12和第三加载装置13分别连接至对应的反力架，每个所述反力架均通过连接件固定在地面上。
[0039]错动室由外限板和水囊组成，通过水囊可以给错动室内试样施加均匀径向荷载，其轴向加载为第一轴向加载装置和第二轴向加载装置输出力通过左样室和右样室里的试样传递至错动室内的试样，从而实现试样的三向加载。左样室前表面设置有第三加载装置，通过第三加载装置实现左样室相对错动室滑动，以实现三向应力下软弱构造带错动的模拟。从而获得软弱构造带错动时断裂带内软弱地质体位移分布模式、应力演化规律、隧道(洞)支护体及围岩响应，为科学设计支护体系提供可靠的实验方法与手段。
[0040]第二加载装置12用于从右侧向通孔6内的试样加载压力，但在试验过程中，需从右侧在试样中心钻一个小孔16，多个加载装置可以保证施加在试样上的力均匀。
[0041]本发明的工作过程为:将试样分别放入左样室、错动室和右样室中，将各垫块和钢珠板安装到位，将各加载装置安装到位，同时预加载，施加一个较小的力，使得试样与垫块紧密贴合。然后开启第一加载装置和第二加载装置，同时为水囊加压，将三者按设计的应力路径进行加载，到达给定应力条件后，停止加载并保持应力不变。通过预留孔由右向左对试样进行开挖，完成隧道开挖模拟工作。开启第三加载装置，根据试验设计的数据，缓慢推动左样室，使之相对于错动室滑动。最后记录试验数据，分析处理试验结果。
[0042]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种应力作用下软弱构造带错动模拟试验装置，其特征在于，包括底座(I)，所述底座(I)上依次设有左样室(2)、错动室(3)和右样室(4)，所述左样室(2)和错动室(3)分别通过导轨(5)与底座(I)滑动连接，所述左样室(2)、错动室(3)和右样室(4)均为矩形柱且三者内分别设有用于放置试样的左通孔(61)、中通孔￠2)和右通孔(63)，上述三个通孔为等径圆柱形通孔，沿导轨(5)滑动所述左样室(2)和错动室(3)可使上述三个通孔同轴，形成一个贯通的通孔(6)，所述左通孔(61)的左端设有左垫块(7)，所述右通孔(63)的右端设有右垫块(8)，所述右垫块(8)的中心设有孔径小于所述右通孔￠3)的预留孔(81)，所述错动室⑶包括外限板(14)和设置在所述外限板(14)内表面的圆环形的水囊(9)，所述圆环形水囊(9)内径与所述中通孔(62)的直径相等，所述左垫块(7)远离左样室(2)的一端设有第一加载装置(11)，所述右垫块(8)远离所述右样室(4)的一端设有第二加载装置(12)，所述左样室(2)的一侧还设有驱动所述左样室(2)沿所述导轨(5)运动的第三加载装置(13) ο2.根据权利要求1所述一种应力作用下软弱构造带错动模拟试验装置，其特征在于，所述水囊(9)外接可以调节水囊(9)水压的压力调节装置。3.根据权利要求1所述一种应力作用下软弱构造带错动模拟试验装置，其特征在于，所述外限板(14)与左样室(2)之间以及外限板(14)与右样室⑷之间均设有滚珠(15)。4.根据权利要求1所述一种应力作用下软弱构造带错动模拟试验装置，其特征在于，所述第一加载装置(11)通过钢珠板(10)与所述左垫块(7)连接，所述钢珠板(10)与所述左垫块(7)接触一侧设有多个可以滚动的钢珠。5.根据权利要求1所述一种应力作用下软弱构造带错动模拟试验装置，其特征在于，所述第二加载装置(12)包括多个沿所述预留孔(81)边缘均匀布置的加载装置。6.根据权利要求1-5任一项所述一种应力作用下软弱构造带错动模拟试验装置，其特征在于，所述第一加载装置(11)、第二加载装置(12)和第三加载装置(13)均为千斤顶。7.根据权利要求6所述一种应力作用下软弱构造带错动模拟试验装置，其特征在于，所述第一加载装置(11)、第二加载装置(12)和第三加载装置(13)分别连接至对应的反力架，每个所述反力架均通过连接件固定在地面上。
【专利摘要】本发明涉及一种应力作用下软弱构造带错动模拟试验装置，包括底座，所述底座上依次设有左样室、错动室和右样室，左样室和错动室分别通过导轨与底座滑动连接，左样室、错动室和右样室均为矩形柱且三者内设有同轴等径圆柱形通孔，通孔靠近左样室的一端设有左垫块，通孔靠近右样室的一端设有右垫块，错动室包括外限板和设置在外限板内表面的圆环形的水囊，圆环形水囊内径与通孔的半径相等，左垫块远离左样室的一侧设有第一加载装置，右垫块远离右样室的一端设有第二加载装置，左样室另一侧还设有驱动左样室沿导轨运动的第三加载装置。本发明具有结构简单、能模拟三向应力且施力均匀的特点。
【IPC分类】G01N19/00
【公开号】CN105300877
【申请号】CN201510755726
【发明人】张传庆, 崔国建, 周辉, 朱国金, 赵阳, 沈峥
【申请人】中国科学院武汉岩土力学研究所
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月9日