设备系统：应变岩爆实验系统
实验室位置：A107

分室概况

深部岩爆是岩土工程界世界难题，实验室2004年自主研发成功的应变岩爆实验系统是国际上首台实验设备，并于2006年首次在国际上公开了实验室内模拟再现的应变岩爆现象，研究成果受到国内外专家高度评价和关注，已有来自加拿大、意大利、澳大利亚、伊朗等国家的专家亲自带本国岩样来该室开展应变岩爆合作实验研究70余例。该方向已发表论文60余篇，其中SCI收录论文20余篇、EI收录论文30余篇，发表在国际岩石力学与采矿工程期刊上的应变岩爆论文被4次评为TOP25热点论文。出版著作1部，获授权国家发明专利16项，国际发明专利5项。

实验系统亮点：

（1）可进行应变岩爆实验、单轴压缩及真三轴压缩实验；

（2）可实现三向独立加载、两向独立加载、一向拉伸及水平不可拉伸方向单向突然卸载；

（3）可以模拟巷道开挖过程中岩体某一方向在短时间内卸载，形成临空面，进而发生岩爆破坏的工程现象并进行有关物理力学参数的测量。

仪器介绍

由岩爆实验主机系统、液压控制系统、力和变形数据采集系统、声发射监测系统和高速图像记录系统五个子系统组成。其中，主机子系统的特色为岩爆突然卸载装置，在真三轴实验过程中保证在单面卸载时，迅速暴露试件的一个表面，可以在室内模拟现场硐室开挖过程中围岩应力转化的过程。液压控制子系统可灵活控制应力，实现三向独立加载、两向独立加载、一向拉伸及水平不可拉伸方向单向突然卸载的目的。信息采集子系统可用于监测岩石内部损伤演化情况和应力变化情况及捕捉岩爆发生时的动态破坏过程。应变岩爆实验系统的功能优势主要体现在以下五个方面：

（1）实验系统可进行岩爆实验、单轴压缩及真三轴压缩实验。

（2）液压控制子系统可实现三向独立加载、两向独立加载、一向拉伸及水平不可拉伸方向单向突然卸载的动能。

（3）四目高速摄影系统可实现百万像素下1000fps的采样率，有效捕捉岩爆碎屑的尺寸及运动特征。

（4）声发射监测系统可实现多通道、高精度连续采集声发射全波形数据及区域定位，线定位和三维定位等功能。

（5）力与变形采集仪可实现多个通道同时独立采集和记录岩石变形和破坏过程中力与位移的动态变化特征。

系统的主要性能指标如下：

（１）试件尺寸为150 mm × 60 mm × 30 mm，岩爆实验试件采用平行方面体板状试件，加载系统最大压力为450 kN，最大拉力为75 kN。

（２）载荷精度：＜0.5%；载荷对称性偏差：＜3 %。

（３）主机外形尺寸：2240 mm (长) × 1960 mm (宽) ×1800 mm (高)；总重：2300 kg。

（４）液压控制台总重：1000 kg；外形尺寸：950 mm (长) × 840 mm (宽) ×1570 mm (高)。

（５）电动油泵外形尺寸：800 mm (长) × 450 mm (宽) ×900 mm (高)；总重：80kg；电机额定功率：2.2kW；额定电压：380V。