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专利号: 2021107899102
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种液压破岩加载装置,其特征在于,包括:

加载本体,所述加载本体的顶部开口、底部和四个侧部封闭;

用于夹持群孔试件的夹持装置,所述夹持装置安装在所述加载本体的内腔,所述群孔试件放置在所述加载本体的内腔,所述夹持装置夹持所述群孔试件,使得所述夹持装置为所述群孔试件提供约束;

顶板,所述顶板扣合在所述加载本体的顶部,以封堵所述加载本体的顶部开口,所述顶板沿其厚度方向开设若干通孔;

多个劈裂器,每个劈裂器穿过一个通孔与所述群孔试件接触,所述劈裂器对所述群孔试件施加作用力,劈裂所述群孔试件,所述劈裂器与所述夹持装置协同工作、以模拟实际开挖工程中的围压;

所述群孔试件上开设多个孔体,每个劈裂器穿过一个通孔进入一个孔体,所述孔体的数量大于所述劈裂器的数量;多个孔体包括空孔、斜孔和劈裂孔,劈裂器伸入劈裂孔中,劈裂群孔试件;空孔在劈裂过程中可以扩大临空面,减少劈裂的难度以及为试验研究提供多样的选择;斜孔的作用是创造临空面,有利于后续劈裂;劈裂孔的作用是在创造临空面后进行胀开劈裂;

劈裂器中心采用弹簧缓慢的将劈裂器圆周板均匀撑开以适用于不同的孔径试件;劈裂器采用仿伞架结构的劈裂器将弧形板撑开,弧形板与试件的孔体孔壁接触;劈裂器包括多个仿伞架结构和主轴,每个仿伞架结构的中部通过一个轴承与一个转轴连接,多个仿伞架结构沿主轴的轴向依次安装在主轴上,转轴与主轴连接;仿伞架结构包括伸缩架、弹簧、弧形板和支座,伸缩架和主轴的组装结构类似于伞骨架,转轴设置在伸缩架的中部,弧形板固定在伸缩架的端部;伸缩架在主轴作用下向下像伞状结构一样撑开,带动弧形板向外撑开,对钻孔进行劈裂;伸缩架包括多个伸缩杆,弹簧固定在伸缩杆的底端,弹簧在主轴的动力下缓慢伸开,起到缓冲的作用,伸缩架收起时缓慢拉动弧形板以及伸缩杆收缩回到初始状态。

2.根据权利要求1所述的液压破岩加载装置,其特征在于:所述夹持装置包括若干千斤顶,若干千斤顶分成五组,五组千斤顶对应安装在加载本体的四个侧部和底部,若干千斤顶的顶头均顶住所述群孔试件;

调节每个千斤顶的顶头伸出距离,以模拟实际开挖工程中的围压作用。

3.根据权利要求2所述的液压破岩加载装置,其特征在于:安装于四个侧部的每个千斤顶,其顶头均朝向本侧部的另一相对侧部,其座体固定于本侧部;

安装于底部的每个千斤顶,其顶头朝向顶部,其座体固定于底部。

4.根据权利要求1所述的液压破岩加载装置,其特征还包括:多个微调模块;

所述微调模块的数量与所述劈裂器的数量相同;

每个所述劈裂器的上方均安装一个所述微调模块,所述微调模块略微调整所述劈裂器的位置,以适用于不同布孔形式的加载。

5.根据权利要求1所述的液压破岩加载装置,其特征还包括:除尘模块;

所述除尘模块包括若干喷头和喷水管,喷水管与喷头连通,喷水管向喷头输送介质,每个喷头安装在一个所述通孔,所述喷头从所述通孔向所述群孔试件喷洒介质。

6.根据权利要求1‑5任一项所述的液压破岩加载装置,其特征在于:所述劈裂器伸入所述群孔试件的孔体、向所述群孔试件施加横向劈裂分力和竖向劈裂分力。

7.一种液压破岩加载方法,其特征在于,液压破岩加载方法基于权利要求1‑6任一项所述的液压破岩加载装置,液压破岩加载方法包括:步骤一、打开顶板;

步骤二、在加载本体的内腔放置群孔试件;

步骤三、调节多个千斤顶,使其施加在所述群孔试件的作用力与实际开挖工程中的围压相匹配;

步骤四、扣合顶板、从群孔试件的多个孔体中挑选几个孔体各插入一个劈裂器;

步骤五、劈裂器向所述群孔试件施加胀裂力,可分解为横向劈裂分力和竖向劈裂分力,劈裂所述群孔试件。

8.根据权利要求7所述的液压破岩加载方法,其特征在于:所述步骤四的每个劈裂器穿过所述顶板进入所述群孔试件的一个孔体,所述劈裂器接触所述孔体的侧壁,向所述群孔试件施加横向劈裂分力和竖向劈裂分力。