设备系统：冲击岩爆实验系统

实验室位置：A107

分室概况

在深部开采环境中，巷道经常会遭受到诸如地震、爆破、顶板垮落及断层滑移等产生的冲击扰动，这些扰动以动载荷的形式作用于周围岩体，使周围岩体产生破碎，甚至发生冲击岩爆。

何满潮院士在总结深部开采的特点并结合多年现场经验的基础之上，自主研发了冲击岩爆试验系统。该系统构思于2006年6月，于2011年通过相关部门组织的鉴定并投入使用。可以再现深部岩石复杂的力学环境，模拟岩石在受到由于工程巷道爆破开挖、顶板垮落以及断层滑动等产生冲击扰动后进而诱发冲击岩爆破坏的工程现象，并进行有关物理力学参数的测量。

实验系统亮点：

（1）可进行冲击岩爆实验，单轴压缩、双轴压缩及真三轴压缩试验，直接拉伸及剪切试验；

（2）既可三向异步控制，又可三向或其中任意两向同步控制；

（3）可以在施加静载的基础上，再施加动载，从而模拟由于工程巷道爆破开挖、顶板垮落以及断层滑动产生冲击波从而诱发冲击岩爆；

（4）在我国首次将世界著名的测控软件平台美国NI公司LabVIEW RT实时软件用在电液伺服系统上。

仪器介绍

冲击岩爆试验系统可以再现深部岩石复杂的力学环境，模拟岩石在受力后全过程的破坏现象。进而可进行机理与定量化分析，从而达到指导工程实际的目的。该系统由主机、液压源、测控装置和图像采集系统组成，其中，加载系统三向独立，采用美国NI 公司伺服控制器，可实现三向异步加、卸载，又可三向或其中任意两向同步加、卸载。此外，该系统可实现恒定力、恒定位移等加载方式，且力控制和位移控制两种加载方式可以随时切换。力的加载精度为 0.5 kN/s，位移的加载精度为 0.004 mm/s，实验过程中，设备可对力和位移数据实时采集。目前，该系统具有16 种基本波形信号，包括斜坡波、正弦波、三角波、锯齿波、方波、白噪声、高斯噪声、周期随机噪声、加载单脉冲、卸载单脉冲、加载阶跃脉冲、卸载阶跃脉冲以及不同类型波组成的复合波等。这些扰动波在位移控制方式下波幅范围为0～1 mm，频率范围为0～1 Hz。

同时也可进行包括岩石单轴、双轴、三轴压缩以及直接拉伸、直接剪切等多种常规岩石力学实验。

主要技术参数如下：

(1) 最大加载能力：500kN，

(2) 荷载精度：＜0.5%

(3) 最大位移量：150mm

(4) 位移精度＜0.4%

(5) 试件最大尺寸：110×110×110mm

(6) 图像传输速度：25帧/s