一种可实现支护反力控制的隧道应力释放试验装置的制作方法

本发明属于隧道应力释放试验装置，具体涉及一种可实现支护反力控制的隧道应力释放试验装置。

背景技术：

1、随着隧道向“长、大、深埋”等方向发展，挤压性围岩问题愈发突出，室内试验是研究挤压性围岩变形机理的重要手段之一，但由于挤压性围岩具有变形量大、变形速度快等特点，常规的室内试验仅是简单的开挖隧道，施做支护，不能调节支护反力，难以满足研究要求，基于此，急需一种新型的方案来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种可实现支护反力控制的隧道应力释放试验装置，该隧道应力释放试验装置通过在生力器上设置倾斜滑道，并通过驱动滑动支撑器在倾斜滑道内滑动以向外顶撑传力块和支撑块，调节对于隧道围岩的支护反力，可以用来研究围岩变形随支护反力的变化规律，进一步揭示挤压性围岩的变形机理。

2、本发明目的实现由以下技术方案完成：

3、一种可实现支护反力控制的隧道应力释放试验装置，其特征在于所述隧道应力释放试验装置包括支撑件和驱动装置；其中：

4、所述支撑件设置于隧道内并用于支撑所述隧道的围岩；

5、所述驱动装置设置于所述支撑件的内圈并驱动所述支撑件朝所述围岩的方向移动。

6、所述支撑件具备若干呈圆弧状的支撑块，所述支撑块用于支撑围岩；初始状态下，各所述支撑块围合组成一个圆环，所述圆环的外壁面与所述隧道的围岩内壁相贴合；在所述驱动装置的驱动下，各所述支撑块朝远离所述支撑件轴线的方向移动并相互分离。

7、所述驱动装置包括驱动杆、生力器、滑动支撑器和传力块，所述生力器呈圆柱状，所述传力块的数量与所述支撑块的数量相同，所述传力块呈圆弧段，所述传力块的内壁面抵设于所述生力器的外壁面上，所述传力块的外壁面抵设于所述支撑块的内壁面上；

8、所述生力器的两端分别为第一端和第二端，所述生力器上设置有自所述第一端朝所述第二端延伸的驱动孔，所述生力器上设置有自所述第二端朝所述第一端延伸的倾斜滑道，所述倾斜滑道沿着所述第二端至所述第一端的方向逐渐靠近所述生力器的中心轴线，所述滑动支撑器的一端装配于所述倾斜滑道内，所述滑动支撑器的另一端设置于所述传力块的水平滑道内；

9、所述驱动孔与所述倾斜滑道相通，所述驱动杆穿设于所述驱动孔中并沿所述驱动孔的长度方向移动，所述驱动杆抵于所述滑动支撑器上并驱动所述滑动支撑器在所述倾斜滑道内移动，所述滑动支撑器在所述倾斜滑道内移动时挤压所述传力块朝远离所述生力器中心轴线的方向移动。

10、所述驱动孔为螺纹孔，所述驱动杆为螺纹杆。

11、所述滑动支撑器的截面呈工字型，所述滑动支撑器的下翼滑动装配于所述倾斜滑道内，所述滑动支撑器的上翼滑动装配于所述传力块中的水平滑道内。

12、所述支撑块的两端分别设置有呈阶梯状的端头，且两端的所述端头呈反向设置，以使相邻所述支撑块在拼装时所述端头之间相互拼合。

13、所述生力器为空心筒状结构，所述生力器的中心内固定设置有核心柱，所述核心柱通过一个装置固定架进行支撑固定。

14、所述支撑块的外壁面上设置有应变片。

15、本发明的优点是：

16、 （1）可调节支护反力，进而可以用来研究围岩变形随支护反力的变化规律，进一步揭示挤压性围岩的变形机理；

17、 （2）通过在生力器与传力块之间设置滑动支撑器，并分别在生力器上设置倾斜滑道和在传力块上设置水平滑道，在驱动杆的顶推力作用下，可使滑动支撑器沿倾斜滑道前移并带动传力块和支撑块沿径向向外扩展移动，实现对隧道围岩的支护反力调整；

18、 （3）通过将驱动孔和驱动杆分别选定为螺纹孔和螺纹杆，从而实现对滑动支撑器的稳定顶撑，且螺纹杆可在螺纹孔中任意位置停止旋转并保持对滑动支撑器的稳定支撑而不后退。

技术特征：

1.一种可实现支护反力控制的隧道应力释放试验装置，其特征在于所述隧道应力释放试验装置包括支撑件和驱动装置；其中：

2.根据权利要求1所述的一种可实现支护反力控制的隧道应力释放试验装置，其特征在于所述驱动孔为螺纹孔，所述驱动杆为螺纹杆。

3.根据权利要求1所述的一种可实现支护反力控制的隧道应力释放试验装置，其特征在于所述滑动支撑器的截面呈工字型，所述滑动支撑器的下翼滑动装配于所述倾斜滑道内，所述滑动支撑器的上翼滑动装配于所述传力块中的水平滑道内。

4.根据权利要求1所述的一种可实现支护反力控制的隧道应力释放试验装置，其特征在于所述支撑块的两端分别设置有呈阶梯状的端头，且两端的所述端头呈反向设置，以使相邻所述支撑块在拼装时所述端头之间相互拼合。

5.根据权利要求1所述的一种可实现支护反力控制的隧道应力释放试验装置，其特征在于所述生力器为空心筒状结构，所述生力器的中心内固定设置有核心柱，所述核心柱通过一个装置固定架进行支撑固定。

6.根据权利要求1所述的一种可实现支护反力控制的隧道应力释放试验装置，其特征在于所述支撑块的外壁面上设置有应变片。

技术总结本发明公开了一种可实现支护反力控制的隧道应力释放试验装置，包括支撑件和驱动装置；其中：所述支撑件设置于隧道内并用于支撑所述隧道的围岩；所述驱动装置设置于所述支撑件的内圈并驱动所述支撑件朝所述围岩的方向移动。本发明的优点是：试验装置可调节支护反力，进而可以用来研究围岩变形随支护反力的变化规律，进一步揭示挤压性围岩的变形机理。技术研发人员：李少华,姚铁军,李国良,刘志春,陶志刚,张振波,胡指南,肖勇,吴晓华,吴鸿胜,吕子丰,赵璐,王浩,童彦劼受保护的技术使用者：中铁十五局集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1