1.一种用于煤岩巷道细观力学研究的试验装置的试验方法,其特征在于,所述用于煤岩巷道细观力学研究的试验装置,包括夹持装置(1)、伺服加载机构(2)以及声发射测试装置(3),其特征在于:所述伺服加载机构(2)包括上压头(21)以及下压头(22),所述夹持装置(1)设于上压头(21)以及下压头(22)之间,所述夹持装置(1)的内部设有巷道岩体模型(4),巷道岩体模型(4)的内部设有巷道模型(5),所述巷道模型(5)为直墙半圆拱巷道模型,巷道模型(5)设于巷道岩体模型(4)的中心位置,所述夹持装置(1)与巷道岩体模型(4)相适应,所述声发射测试装置(3)包括设于夹持装置(1)上的声发射探头(31),声发射探头(31)紧贴在巷道岩体模型(4)上,所述声发射探头(31)通过声发射信号接收线(6)以及声发射信号放大器(7)与声发射信号处理器(8)连接;
所述夹持装置(1)包括上夹板(11)、下夹板(12)、左夹板(13)以及右夹板(14),所述上夹板(11)、下夹板(12)被左夹板(13)、右夹板(14)夹持,左夹板(13)、右夹板(14)之间通过对拉螺栓(9)连接紧固;
所述上夹板(11)包括第一钢板(111)以及第二钢板(112),其中第一钢板(111)的顶部与上压头(21)接触,第二钢板(112)为穿孔钢板,第二钢板(112)与第一钢板(111)之间通过高强弹簧(10)连接,位于上夹板(11)上的声发射探头(31)通过第二钢板(112)的孔洞贴在巷道岩体模型(4)的顶面上;所述下夹板(12)包括第三钢板(121)以及第四钢板(122),其中,第三钢板(121)通过下压头(22)支撑,第四钢板(122)为穿孔钢板,第三钢板(121)与第四钢板(122)之间也通过高强弹簧(10)连接在一起,位于下夹板(12)上的声发射探头(31)通过第四钢板(122)的孔洞贴在巷道岩体模型(4)的底面上;
所述试验方法包括以下步骤:
1)、模型预制:预制5个巷道岩体模型(4)以及5组夹持装置(1),然后分别在5个巷道岩体模型(4)的中心位置开设巷道模型(5),该巷道模型(5)的上半圆拱的直径是巷道岩体模型(4)边界尺寸的1/5,然后分别在5组夹持装置(1)的上夹板(11)、下夹板(12)、左夹板(13)、右夹板(14)上焊接上4个声发射探头固定件(32),然后再分别将5个巷道岩体模型(4)放入相应的夹持装置(1)内夹紧;
2)、选择其中一套组装好的巷道岩体模型(4)和夹持装置(1),并将夹持装置(1)夹持在伺服加载机构(2)的上压头(21)以及下压头(22)之间;
3)、通过控制系统控制上压头(21)动作,对夹持装置(1)施加不同的水平作用力,模拟出岩层强度的峰前或峰后分级卸荷梯度,所述峰前的分级卸荷梯度为模拟岩层强度峰值或屈服应力的30%、50%、70%、100%,所述峰后的分级卸荷梯度为模拟岩层残余应力的
110%、120%、130%、140%;
4)、利用声发射测试装置(3)及时捕捉声波发射时间中主破裂点时空排列及其所形成的主破裂面演化特征,建立岩块细观蠕变破裂特征与其发生宏观剪切流变失稳之间联系;
利用应变仪、压力盒和断裂丝,实时监测开挖卸荷多尺度软弱裸巷的宏观“抗剪承载区”的承载范围、承载边界线位移和承载体劣化程度的流变特征;
5)、通过声发射测试装置(3)实时捕捉巷道开挖卸荷过程中不同尺度巷道激增声发射主事件数的时空分布特征;重新勾勒尺度效应下表征巷道破裂的声发射事件中主破裂点和主破裂面的形成和演化规律;分析在尺度效应影响下巷道细观裂隙发育特性;应变片分析多尺度软弱巷道应力场、位移场和宏观破裂的特征;
6)、重复步骤2)到步骤5),完成余下的4组巷道岩体模型(4)的试验。
2.根据权利要求1所述的试验方法,其特征在于:所述声发射探头(31)通过声发射探头固定件(32)固定在夹持装置(1)上,所述声发射探头固定件(32)呈叉状,声发射探头(31)固定在声发射探头固定件(32)的叉头处。
3.根据权利要求2所述的试验方法,其特征在于:所述声发射探头(31)设有16个,上夹板(11)、下夹板(12)、左夹板(13)以及右夹板(14)上分别设有4个声发射探头(31)。
4.根据权利要求3所述的试验方法,其特征在于:所述左夹板(13)以及右夹板(14)均为穿孔钢板。
5.根据权利要求4所述的试验方法,其特征在于:所述巷道岩体模型(4)的截面呈正方形,所述巷道模型(5)的半圆拱的直径与巷道岩体模型(4)的边界尺寸比为1:5。
6.根据权利要求5所述的试验方法,其特征在于:所述巷道岩体模型(4)设有5个,巷道岩体模型(4)的边界尺寸分别是,长(mm)×宽(mm)×高(mm),300×200×200、300×300×
300、300×400×400、300×500×500、300×600×600,每个所述巷道岩体模型(4)分别通过相应规格的夹持装置(1)夹持。