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一、簡介
本機(jī)由組裝反力單元、恒壓靜載單元、動(dòng)靜疊加單元、信息采集單元、智能控制單元、可視化恒容單元、自平衡力學(xué)滲流單元、真三軸力學(xué)試驗(yàn)單元等部分組成。綜合考慮煤高應(yīng)力靜載、高壓氣液賦存、遠(yuǎn)場(chǎng)多應(yīng)變率擾動(dòng)和近場(chǎng)應(yīng)變能釋放等復(fù)雜致災(zāi)力學(xué)條件開展，形成可研究多場(chǎng)多相動(dòng)靜疊加復(fù)雜環(huán)境下煤(巖)體物理力學(xué)特性的模塊化多應(yīng)變率動(dòng)靜疊加巖石力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)。
主要功能：
(1)通過落錘沖擊、電磁沖擊、脈沖動(dòng)載實(shí)現(xiàn)多種不同形式?jīng)_擊荷載的施加，適用于研究擾動(dòng)荷載作用下巖右大變形機(jī)制與致災(zāi)機(jī)理;
(2)通過高壓氣體快速膨脹實(shí)現(xiàn)峰后試件快速壓力補(bǔ)償，模擬深部地下工程彈性區(qū)圍巖積聚彈性能快速釋放過程;
(3) 滿足從靜態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)、低頻次交變中應(yīng)變率到高應(yīng)變率的多應(yīng)變率動(dòng)靜組合荷載施加要求，真實(shí)獲取圍巖在不同應(yīng)力條件下的物理力學(xué)特性及動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特征。
滿足的標(biāo)準(zhǔn)：
《試驗(yàn)機(jī)通用技術(shù)要求GB/T2611-2022》、《拉力、壓力和萬能試驗(yàn)機(jī)（檢定規(guī)程）JJG 139-2014》、《水利水電工程巖石試驗(yàn)規(guī)程SL/T264-2020》、《公路工程巖石試驗(yàn)規(guī)程JTG E41-2018》、《工程巖體實(shí)驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T50266-2013》、《鐵路工程巖石實(shí)驗(yàn)規(guī)程TB101115-2014》
二、主要技術(shù)指標(biāo)
(1)組裝反力單元
框架整體剛度:≥14.8GN/m；試驗(yàn)空間：尺寸600x600x1220mm(長x寬x高)；主體承載板為整體鋼板，材質(zhì)Q345，厚度≥200 加工而成;主體反力框架采用卯榫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；可實(shí)現(xiàn)可視化恒容單元、自平衡力學(xué)滲流單元、真三軸力學(xué)試驗(yàn)單元等多種試驗(yàn)輔助單元的滑移互換，方便開展各種類型的試驗(yàn);配備至少兩組提升裝置，提升高度>1m，可將可視化恒容單元、自平衡力學(xué)滲流單元、真三軸力學(xué)試驗(yàn)單元等多種試驗(yàn)輔助單元提升至指定試驗(yàn)位置，并可實(shí)現(xiàn)大角度提升旋轉(zhuǎn)，角度90°；組裝反力框架底部四角安裝減振隔振裝置，減小沖擊荷載應(yīng)力波往復(fù)傳遞對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，整體承載能力≥50 t。
(2)恒壓靜載單元
通過恒速恒壓泵實(shí)現(xiàn)蠕變、準(zhǔn)靜態(tài)荷載施加以及富水含氣環(huán)境模擬；蠕變及靜載加載范圍:0-2000kN;蠕變及靜載加載精度:±0.25%F.S;最大流量:>1200ml/min;最大壓力:≥ 60MPa。
(3)動(dòng)靜疊加單元
包含液壓作動(dòng)器、落錘沖擊裝置、電磁沖擊裝置，可與恒壓靜載單元相配合，實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)變率沖擊荷載與靜態(tài)荷載的組合施加；可與氣液加載子單元施加的蠕變荷載以及準(zhǔn)靜載進(jìn)行疊加；液壓作動(dòng)器振動(dòng)載荷:0-500kN；振動(dòng)荷載精度:±1%F.S；振動(dòng)頻率:0-10Hz；振動(dòng)波形:正弦波、方波等任意波形；振動(dòng)方式:高精度高頻大流量液壓脈沖系統(tǒng)；沖擊荷載:0-200kN；沖擊荷載精度:±1%F.S；沖擊能量:電磁沖擊 0-1000J，落錘沖擊 300J；落錘沖擊方式:落錘沖擊過程自動(dòng)化伺服控制，可實(shí)現(xiàn) 0.2Hz循環(huán)沖擊，落錘提升高度控制精度±1mm；電磁沖擊方式:通過電磁力驅(qū)動(dòng)子彈施加高速?zèng)_擊力，子彈瞬時(shí)速度>60ms，電容器充電電壓 0-1500V，系統(tǒng)儲(chǔ)能>20000J，最大輸出能量>1000J；應(yīng)變率范圍:0.0001-1000/s；可通過高壓氣體快速膨脹做功模擬近場(chǎng)應(yīng)變能釋放的動(dòng)力過程；近場(chǎng)應(yīng)變能模擬氣壓:0-10MMPa；氣壓腔行程:>150mm；液壓作動(dòng)器、落錘沖擊裝置、電磁沖擊裝置可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化位置互換，方便開展不同沖擊荷載加載試驗(yàn)。
(4)信息采集單元
監(jiān)測(cè)參量:應(yīng)力、位移、氣壓、溫度等；采樣通道:>8 通道/單卡；最大采樣頻率:>100kHz；應(yīng)力采集精度:0.1MPa；位移采集精度:0.001mm；配備 32 通道集成式動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試分析系統(tǒng)
5)智能控制單元
控制方式:按位移、負(fù)荷及程控加載，可預(yù)先設(shè)定加載過程，實(shí)現(xiàn)動(dòng)靜疊加復(fù)雜試驗(yàn)全過程自動(dòng)化，且數(shù)據(jù)可導(dǎo)出；靜載控制精度:±0.1kN；動(dòng)載控制精度:±0.5kN；蠕變控制精度:±0.1kN；液壓作動(dòng)器、落錘沖擊裝置、電磁沖擊裝置可根據(jù)油氣沖一體缸隨動(dòng)，并可實(shí)現(xiàn) X、Y的方向鎖定和自動(dòng)位置控制。
(6)可視化恒容單元
試驗(yàn)儀外形參考尺寸:350x350x460mm；耦合加載室空間尺寸:≥Φ140x200mm；窗口玻璃尺寸:Φ80x50mm；試件尺寸:Φ50x100mm；氣壓密封能力:10MPa；可視化監(jiān)測(cè):三面可視、一面可拆卸；耦合加載室內(nèi)部配備無頻閃高亮恒流LED 光源，實(shí)現(xiàn)高速攝像過程補(bǔ)光；材質(zhì):304 不銹鋼+高硼硅鋼化玻璃。
(7)自平衡力學(xué)滲流單元
氣液滲流壓力:0--35MPa；滲透率測(cè)試精度:≤10-21m2；圍壓加載范圍:0--40MPa；試樣尺寸:p50mmx100mm；材質(zhì):304不銹鋼。
(8)真三軸力學(xué)試驗(yàn)單元
試件尺寸:50x50x100mm；加載方式:上、下、左、右方向剛性加載，前后方向柔性加載；真三軸三向加載能力:0-100MPa；加溫能力:0-200℃；動(dòng)載施加方式:頂部接沖擊桿，可與沖擊系統(tǒng)配合施加多應(yīng)變率動(dòng)載；試件密封:試件表面涂抹耐 200℃高溫:耐 100MPa 高壓密封膠，厚度>3mm，確保試件與液壓油隔離；邊界減摩:需設(shè)置邊界減摩機(jī)構(gòu)，防止加載過程中試件變形破壞；消除空白角:采用兩剛一柔方式實(shí)現(xiàn)試件六面完全加載，消除試件加載破壞過程中的空白角；信息監(jiān)測(cè):監(jiān)測(cè)包括但不限于試件破壞過程中的位移、應(yīng)力、應(yīng)變、溫度等數(shù)據(jù)；設(shè)置可更換可視化蓋板與無頻閃光源實(shí)現(xiàn)低壓條件下(0-30MPa)實(shí)驗(yàn)過程的可視化。