技术特征：
1.一种用于冲击地压模拟试验的装置，包括试验腔室，所述试验腔室内设有第一油缸(1)、第二油缸(2)和第三油缸(3)，三者的活塞杆分别沿x、y、z三个方向伸出或者缩回，所述试验腔室内还设有分别与所述第一油缸(1)、第二油缸(2)和第三油缸(3)的活塞杆一侧相对设置的第一反力座(6)、第二反力座(7)和第三反力座(8)，其特征在于，还包括由第四油缸(4)和第五油缸(5)构成的剪切加载单元，所述第四油缸(4)和第五油缸(5)位于同一轴线上且两者的活塞杆一侧相对设置，所述第四油缸(4)和第五油缸(5)的活塞杆均沿x方向或者y方向或者z方向伸出或者缩回。2.根据权利要求1所述的用于冲击地压模拟试验的装置，其特征在于，所述试验腔室包括固定座(11)和用于装载长方体试件的试件承载车(12)，所述固定座(11)整体呈六面体结构，固定座(11)内部形成有容纳所述试件承载车(12)的空间，固定座(11)的一个面上形成有供所述试件承载车(12)进出的出入口；所述第一油缸(1)设于所述试件承载车(12)上，且位于试件长度方向的一端；所述第二油缸(2)、第三油缸(3)、第四油缸(4)、第五油缸(5)、第一反力座(6)、第二反力座(7)和第三反力座(8)均设于所述固定座(11)上；所述第四油缸(4)和第五油缸(5)二者的轴线沿z方向，二者构成的所述剪切加载单元与所述第三油缸(3)并列设置；所述第二油缸(2)和第二反力座(7)的数量均为两个，所述试件的六个面上均覆盖有承压板(9)。3.根据权利要求2所述的用于冲击地压模拟试验的装置，其特征在于，所述出入口外部设有供所述试件承载车(12)移动的两根平行布置的第一轨道(14)，所述第一轨道(14)由支撑架(17)支撑固定。4.根据权利要求3所述的用于冲击地压模拟试验的装置，其特征在于，所述试件承载车(12)整体呈六面体结构，试件承载车(12)上贯通地设有容纳试件的装件空间，所述试件承载车(12)的一个面上具有供所述试件装卸的装卸口，且所述装卸口按水平朝向设置；所述第一油缸(1)设于所述装件空间的远离所述固定座(11)的侧壁上，所述装件空间的上下侧壁均设有通槽，且通槽内滑动配合有用于传递加载载荷或反作用力的垫块(10)。5.根据权利要求4所述的用于冲击地压模拟试验的装置，其特征在于，所述试件通过制样台(15)装载在所述试件承载车(12)上，所述试件承载车(12)上设有供制样台(15)移动的两根平行布置的第二导轨(18)；所述装卸口外部还设有延伸导轨(16)，延伸导轨(16)构成所述第二导轨(18)的延伸部分，所述延伸导轨(16)设在装载台上。6.根据权利要求5所述的用于冲击地压模拟试验的装置，其特征在于，所述装载台包括制样台底座(13)，制样台底座(13)上设有四根立柱；每根所述延伸导轨(16)通过两个半圆形抱箍并由螺钉分别固定在两根立柱上；所述制样台(15)呈“日”字形框架结构，中空的两块区域构成避让所述垫块(10)的避让空间，制样台(15)与所述试件之间设有所述承压板(9)。7.根据权利要求1所述的用于冲击地压模拟试验的装置，其特征在于，所述第一油缸(1)、第二油缸(2)、第三油缸(3)、第四油缸(4)和第五油缸(5)的活塞杆上设有应力传感器和位移传感器。8.根据权利要求1所述的用于冲击地压模拟试验的装置，其特征在于，还包括用于探测试件裂纹的监测系统，所述监测系统包括超声波检测系统、热成像检测系统、电磁辐射检测系统、高速摄像机、钻孔成像仪及动态应变仪。
9.一种采用权利要求1～8中任意一项用于冲击地压模拟试验的装置的方法，其特征在于，包括如下步骤：s1：装载试样，将制备好的长方体试样装载到位；s2：初步加载，同步加载所述第一油缸(1)、第二油缸(2)、第三油缸(3)、第四油缸(4)和第五油缸(5)至某一加载力，以使得与所述第一反力座(6)、第二反力座(7)和第三反力座(8)共同作用夹住试件；s3：固定试件，继续同步加载所述第四油缸(4)的活塞杆所沿方向上的所有油缸至某一加载力，以使得试件进一步稳固；s4：预加载，在保证所述第四油缸(4)和第五油缸(5)的目标预加载力小于所述第一油缸(1)、第二油缸(2)和第三油缸(3)的目标预加载力的前提下，同步加载上述油缸至各自的目标预加载力；s5：保持稳压，在各个油缸达到各自的目标预加载力之后，保持一段时间的稳压状态；s6：剪切试验，保持所述第一油缸(1)、第二油缸(2)和第三油缸(3)加载力稳定，控制所述第四油缸(4)和第五油缸(5)的活塞杆同步同向移动，直至试件断裂；s7：卸载取样，取出试样，结束试验。
技术总结
本发明涉及一种用于冲击地压模拟试验的装置和方法，该装置包括试验腔室，试验腔室内设有第一油缸、第二油缸和第三油缸，三者的活塞杆分别沿X、Y、Z三个方向伸出或者缩回，试验腔室内还设有分别与第一油缸、第二油缸和第三油缸的活塞杆一侧相对设置的第一反力座、第二反力座和第三反力座，还包括由第四油缸和第五油缸构成的剪切加载单元，第四油缸和第五油缸位于同一轴线上且两者的活塞杆一侧相对设置，第四油缸和第五油缸的活塞杆均沿X方向或者Y方向或者Z方向伸出或者缩回，结合试验方法，可以对试件产生剪切力，进行断层错断引发扰剪切动荷载条件下的冲击地压物理模拟试验；试验时通过制样台和试件承载车上料，方便快捷，节省人力。人力。人力。
技术研发人员：许江 程亮 彭守建 许庆峰 周斌 焦峰 杨燕 杨海林 甘青青 陈奕安 贾立 王晓梅
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：2022.06.17
技术公布日：2022/9/6