1.一種模擬應(yīng)變巖爆的實(shí)驗(yàn)方法,其特征在于,包括如下步驟:
S1、提供一長(zhǎng)方體或正方體形狀的巖樣試件;
S2、向所述巖樣試件的六個(gè)面加載三向初始應(yīng)力,并保持20-30分鐘,模擬巖體受力情況;
S3、將作用于所述巖樣試件其中一個(gè)面的應(yīng)力突然卸載,使所述巖樣試件的其中一個(gè)面形成臨空面,模擬巷道開(kāi)挖情況;
S4、觀察所述巖樣試件的狀態(tài):如果所述巖樣試件發(fā)生破壞,則實(shí)驗(yàn)結(jié)束;如果巖樣試件未發(fā)生破壞,則保載15~30分鐘或者將沒(méi)有卸載的兩項(xiàng)應(yīng)力中的至少一個(gè)的應(yīng)力值勻速提高至一設(shè)計(jì)值;
S5、觀察所述巖樣試件的狀態(tài):如果所述巖樣試件發(fā)生破壞則實(shí)驗(yàn)結(jié)束,如果巖樣試件未發(fā)生破壞,則將步驟S3卸載的應(yīng)力重新加載至所述巖樣試件,并提高另外兩向應(yīng)力至少其中之一的應(yīng)力值,以該狀態(tài)下的三向應(yīng)力值作為初始應(yīng)力,重復(fù)上述步驟S2-S5,直到所述巖樣試件發(fā)生破壞,其中在每一次重復(fù)上述步驟S2-S5過(guò)程中,步驟S5中所述的設(shè)計(jì)值均比上一次增加一個(gè)應(yīng)力增量。
2.如權(quán)利要求1所述的模擬應(yīng)變巖爆的實(shí)驗(yàn)方法,其特征在于,所述S5步驟中,觀察所述巖樣試件的狀態(tài)的過(guò)程中,如果聽(tīng)到巖樣試件傳出聲音但未觀察到巖樣試件未破壞,則使巖樣試件在所述S4步驟的應(yīng)力作用下繼續(xù)保持15-30分鐘;再次觀察所述巖樣試件的狀態(tài):如果所述巖樣試件發(fā)生破壞則實(shí)驗(yàn)結(jié)束,則將步驟S3卸載的應(yīng)力重新加載至所述巖樣試件,并提高另外兩向應(yīng)力至少其中之一的應(yīng)力值,以該狀態(tài)下的三向應(yīng)力值作為初始應(yīng)力,重復(fù)上述步驟S1-S5,直到所述巖樣試件發(fā)生破壞。
3.如權(quán)利要求1所述的模擬應(yīng)變巖爆的實(shí)驗(yàn)方法,其特征在于,所述步驟S1中,巖樣試件取自于擬開(kāi)挖現(xiàn)場(chǎng)處的巖體;所述步驟S2中,三向初始應(yīng)力應(yīng)力值為擬開(kāi)挖現(xiàn)場(chǎng)處的地應(yīng)力值。
4.如權(quán)利要求1所述的模擬應(yīng)變巖爆的實(shí)驗(yàn)方法,其特征在于,所述S4步驟中,將沒(méi)有卸載的兩項(xiàng)應(yīng)力中的至少一個(gè)的應(yīng)力值勻速提高至一設(shè)計(jì)值的加載速率0.5~1.0MPa/s;所述S4步驟中,所述設(shè)計(jì)值是所述巖樣試件單軸強(qiáng)度的1/8~1/10。
5.如權(quán)利要求1所述的模擬應(yīng)變巖爆的實(shí)驗(yàn)方法,其特征在于,所述S4步驟中,采取分步逐級(jí)加載的方式將沒(méi)有卸載的兩項(xiàng)應(yīng)力中的至少一個(gè)的應(yīng)力值勻速提高至一設(shè)計(jì)值。
6.如權(quán)利要求1-5之任一項(xiàng)所述的模擬應(yīng)變巖爆的實(shí)驗(yàn)方法,其特征在于,還包括錄像步驟和/或拍照步驟,當(dāng)巖樣試件表面有變化時(shí),用攝像機(jī)對(duì)破壞過(guò)程進(jìn)行攝像和/或拍照。
7.如權(quán)利要求1-5之任一項(xiàng)所述的模擬應(yīng)變巖爆的實(shí)驗(yàn)方法,其特征在于,還包括提供一試件盒裝置步驟,所述試件盒裝置用于裝載所述巖樣試件,其包括沿X方向布置的兩塊壓板、沿Y方向布置的兩塊壓板和沿Z方向布置的兩塊壓板,這些壓板組裝成一個(gè)具有內(nèi)部容置空間的長(zhǎng)方體,所述巖樣試件容置于該容置空間內(nèi);其中在X方向、Y方向或Z方向上的任一塊壓板在受到相應(yīng)方向的外力作用時(shí)能夠沿著該外力方向移動(dòng)。
8.如權(quán)利要求7所述的模擬應(yīng)變巖爆的實(shí)驗(yàn)方法,其特征在于,每一塊壓板具有相反的內(nèi)表面和外表面以及依次首尾相接的四個(gè)側(cè)面,其中任一塊壓板的相鄰的一對(duì)側(cè)面分別與剩余的5塊壓板中的兩塊壓板的內(nèi)表面接觸,該壓板的相鄰的另一對(duì)側(cè)面分別與剩余的3塊壓板中的兩塊壓板的外表面平齊。
9.如權(quán)利要求8所述的模擬應(yīng)變巖爆的實(shí)驗(yàn)方法,其特征在于,還包括多個(gè)減摩結(jié)構(gòu),這些減摩結(jié)構(gòu)分別設(shè)置于相接觸的兩個(gè)所述壓板的相互接觸的部分之間,用于減少兩個(gè)所述壓板之間的摩擦力。
10.如權(quán)利要求9所述的模擬應(yīng)變巖爆的實(shí)驗(yàn)方法,其特征在于,所述減摩結(jié)構(gòu)為滾珠或滾柱,所述滾珠或滾柱設(shè)置于所述壓板的側(cè)面,且所述滾珠或滾柱的外端面在同一平面內(nèi);或者,所述滾珠或滾柱設(shè)置于所述壓板的內(nèi)面,且所述滾珠或滾柱的外端面與所述壓板的內(nèi)表面平齊。