瞬态卸荷装置

本发明涉及瞬态卸荷模拟设备，尤其涉及一种瞬态卸荷装置。

背景技术：

1、天然岩体中存在初始应力状态，工程中岩体开挖会导致这种应力卸荷，使岩体中产生应力重分布，它会导致岩体的力学特性发生本质变化，影响地下工程的安全和稳定。研究岩体瞬态卸荷的机制和效应，可以为岩体开挖方法的改进、安全度的评价以及降低工程造价等方面提供理论依据和技术支持。

2、对于岩体开挖瞬态卸荷现象的研究，除了理论分析和数值模拟之外，还有大量的室内开挖卸荷试验，而进行室内开挖卸荷试验需要通过瞬态卸荷装置进行相关实验。在相关技术中采用的瞬态卸荷装置在对岩体内壁进行支撑时，瞬态卸荷装置的多个支撑结构对岩体内壁的支撑跨度较大，从而会使得岩体内部存在局部应力集中的现象，进而导致瞬态卸荷装置模拟的瞬态卸荷过程与实际岩体瞬态卸荷存在较大的偏差。

技术实现思路

1、本发明公开一种瞬态卸荷装置，以解决相关技术中的瞬态卸荷装置在对洞室的内壁进行支撑时存在的岩体内部应力集中的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

3、本申请公开一种瞬态卸荷装置，所公开的瞬态卸荷装置包括多个第一支撑件、多个第二支撑件、多个第三支撑件、拆解装置和安装基部，所述多个第一支撑件和所述多个第二支撑件依次交替设置以围成环形结构，其中，所述第一支撑件在所述环形结构的环绕方向的两端具有搭接部，所述第二支撑件具有支撑凸部和位于所述支撑凸部两侧的支撑肩部，所述支撑肩部低于所述支撑凸部，所述支撑凸部朝向背离所述环形结构的中心的一侧，所述第一支撑件的两个所述搭接部分别搭接于相邻的两个所述第二支撑件的所述支撑肩部；

4、所述安装基部穿设于所述环形结构内，所述第三支撑件支撑于所述安装基部与所述第二支撑件之间，所述拆解装置用于控制所述第三支撑件与所述第二支撑件分离。

5、本发明采用的技术方案能够达到以下技术效果：

6、本申请实施例公开的瞬态卸荷装置通过将多个第一支撑件和多个第二支撑件依次交替设置以围成环形结构，并将第一支撑件的两个搭接部分别搭接于相邻的两个第二支撑件的支撑肩部，从而使得第一支撑件的背离环形结构中心一侧的表面和支撑凸部的顶面共同支撑洞室的内壁，由于位于相邻的两个第一支撑件之间的区域设置有支撑凸部对洞室的内壁进行支撑，从而使得洞室的内壁在环形结构的环绕方向上得到更多地支撑，从而可以避免两个第一支撑件之间的跨度较大而导致岩体内部应力较集中的现象，进而有利于缓解相关技术中的瞬态卸荷装置在对洞室的内壁进行支撑时存在的岩体内部应力集中的问题。

技术特征：

1.一种瞬态卸荷装置，其特征在于，包括多个第一支撑件(110)、多个第二支撑件(120)、多个第三支撑件(200)、拆解装置和安装基部(400)，所述多个第一支撑件(110)和所述多个第二支撑件(120)依次交替设置以围成环形结构，其中，所述第一支撑件(110)在所述环形结构的环绕方向的两端具有搭接部(111)，所述第二支撑件(120)具有支撑凸部(121)和位于所述支撑凸部(121)两侧的支撑肩部(122)，所述支撑肩部(122)低于所述支撑凸部(121)，所述支撑凸部(121)朝向背离所述环形结构的中心的一侧，所述第一支撑件(110)的两个所述搭接部(111)分别搭接于相邻的两个所述第二支撑件(120)的所述支撑肩部(122)；

2.根据权利要求1所述的瞬态卸荷装置，其特征在于，在所述环绕方向上，所述第一支撑件(110)的端面与所述支撑凸部(121)的侧壁贴合。

3.根据权利要求1所述的瞬态卸荷装置，其特征在于，所述第一支撑件(110)具有限位凸部(112)，所述限位凸部(112)朝向所述环形结构的中心的一侧，且位于两个所述搭接部(111)之间，在所述环绕方向上，所述支撑肩部(122)的端面与所述限位凸部(112)的侧壁限位接触。

4.根据权利要求1所述的瞬态卸荷装置，其特征在于，所述第一支撑件(110)的背离所述环形结构的中心一侧的表面和所述支撑凸部(121)的顶面均为弧形面，所述多个第一支撑件(110)和所述多个第二支撑件(120)依次交替设置围成圆环结构。

5.根据权利要求1所述的瞬态卸荷装置，其特征在于，所述第三支撑件(200)包括第一子撑件(210)、第二子撑件(220)和滚柱(230)，所述第一子撑件(210)的第一端与所述安装基部(400)连接，所述第二子撑件(220)的第一端与所述第二支撑件(120)接触，所述滚柱(230)夹设于所述第一子撑件(210)的第二端与所述第二子撑件(220)的第二端之间；

6.根据权利要求5所述的瞬态卸荷装置，其特征在于，所述第二支撑件(120)开设有第一限位凹槽(123)，所述第二子撑件(220)的部分位于所述第一限位凹槽(123)内。

7.根据权利要求5所述的瞬态卸荷装置，其特征在于，所述第二子撑件(220)的朝向所述滚柱(230)的一侧具有第二限位凹槽(221)，所述滚柱(230)的部分位于所述第二限位凹槽(221)内。

8.根据权利要求5所述的瞬态卸荷装置，其特征在于，所述第一子撑件(210)的第二端的端面具有导向斜面(211)，所述导向斜面(211)在所述环形结构的中心轴线的延伸方向上具有第一边缘(211a)和第二边缘(211b)，所述第一边缘(211a)的高度低于所述第二边缘(211b)的高度。

9.根据权利要求5所述的瞬态卸荷装置，其特征在于，所述拆解装置包括轴承组件(310)和轴承座(320)，所述轴承组件(310)与所述安装基部(400)的远离所述第三支撑件(200)的一端连接，所述轴承组件(310)设于所述轴承座(320)，所述安装基部(400)通过所述轴承组件(310)可相对所述轴承座(320)在绕所述中心轴线的方向转动。

10.根据权利要求9所述的瞬态卸荷装置，其特征在于，所述轴承组件(310)包括内衬套(311)、外衬套(312)和锁紧装置(313)，所述外衬套(312)套设于所述内衬套(311)，所述外衬套(312)设于所述轴承座(320)，所述安装基部(400)与所述内衬套(311)连接，所述锁紧装置(313)设于所述内衬套(311)，所述锁紧装置(313)具有锁止状态和解锁状态；

11.根据权利要求10所述的瞬态卸荷装置，其特征在于，所述锁紧装置(313)包括锁芯(313a)、传动件(313b)和锁止件(313c)，所述内衬套(311)具有固定杆(311a)，所述传动件(313b)转动地设于所述固定杆(311a)，所述锁芯(313a)转动地设于所述内衬套(311)，所述锁芯(313a)具有第一齿部(313a1)，所述传动件(313b)具有第二齿部(313b1)，所述第一齿部(313a1)与所述第二齿部(313b1)啮合，所述锁止件(313c)开设有导向槽(313c1)，所述传动件(313b)具有导向凸起(313b2)，所述导向凸起(313b2)滑动地设于所述导向槽(313c1)内；

12.根据权利要求1所述的瞬态卸荷装置，其特征在于，所述第三支撑件(200)包括第二子撑件(220)和撑杆(240)，所述安装基部(400)开设有第一安装槽(410)，所述第二子撑件(220)开设有第二安装槽(222)，所述撑杆(240)的两端分别插入所述第一安装槽(410)和所述第二安装槽(222)，所述第二子撑件(220)支撑所述第二支撑件(120)；

技术总结本发明公开一种瞬态卸荷装置，所公开的瞬态卸荷装置包括多个第一支撑件、多个第二支撑件、多个第三支撑件、拆解装置和安装基部，多个第一支撑件和多个第二支撑件依次交替设置以围成环形结构，第一支撑件在环形结构的环绕方向的两端具有搭接部，第二支撑件具有支撑凸部和位于支撑凸部两侧的支撑肩部，支撑肩部低于支撑凸部，支撑凸部朝向背离环形结构的中心的一侧，第一支撑件的两个搭接部分别搭接于相邻的两个第二支撑件的支撑肩部；安装基部穿设于环形结构内，第三支撑件支撑于安装基部与第二支撑件之间。上述方案可以解决相关技术中的瞬态卸荷装置在对洞室的内壁进行支撑时存在的岩体内部应力集中的问题。技术研发人员：胡杰,徐一帆,戎晓力,吴威涛,李文宇,甘露,彭江舟,刘书乾受保护的技术使用者：南京理工大学技术研发日：技术公布日：2024/11/14