地下工程开挖与突水模拟试验装置属于地下工程相似材料模拟试验技术领域,专为地下工程开挖过程中岩层受力变形、突水灾害演化规律研究设计。可原位精准模拟不同岩层走向角度,通过刚性加载与柔性加载结合的方式复现上覆岩层压力,依托突水供给单元实现试样多位置、多参数可控突水模拟,搭配高精度数据采集系统实时监测加载力、位移、水压、流量等核心数据,为地下工程围岩稳定性分析、突水机理研究、灾害防控技术验证提供标准化、高精度试验平台,解决传统模拟装备加载模式单一、突水位置不可选、数据采集精度不足等问题。
设备组成
1.主体框架:采用高强度型钢焊接而成,具备足够刚度与稳定性,承载试验全过程载荷,为各单元提供安装基准。
2.岩层角度调节单元:由伺服电机、精密传动机构、角度传感器组成,实现试样台岩层走向角度原位精准调节与锁定。
3.法向加载单元:包含法向油缸、加载头、力传感器、位移传感器,通过油缸驱动加载头对试样施加刚性压力,模拟上覆岩层静载。
4.柔性加载单元:由柔性气囊、气压控制系统、压力传感器组成,气囊自适应试样上端面变形,持续施加均匀柔性压力,贴合实际围岩受力状态。
5.突水供给单元:由储水盒、多通道供水管路、电磁阀组、水压传感器、流量传感器、增压泵构成,可选择性连通储水盒任意第一供水接头,精准控制供水压力与流量,实现试样顶部、底部指定位置突水模拟。
6.数据采集单元:集成多通道数据采集仪、传感器接口模块、信号调理模块,实时采集各单元物理量信号,完成信号转换、预处理与传输。
7.辅助单元:包括试样安装平台、密封组件、排水系统、电气控制柜,保障试验操作便捷性与设备运行安全性。
软件介绍
1.系统控制软件:基于Windows平台开发,具备友好人机交互界面,可实现岩层角度调节、加载参数设置、突水供水参数设定、设备启停控制等功能,支持手动/自动双模式操作。
2.数据采集与处理软件:实时同步采集加载力、位移、气囊压力、水压、流量等数据,动态生成曲线图表(力-位移、压力-时间、流量-时间等);支持数据实时存储(Excel、TXT格式)、历史数据查询、数据导出与打印;具备数据异常报警、超限保护功能,可自动标记试验关键节点数据。
3.试验管理软件:可预设多种标准试验流程(如分级加载突水试验、开挖模拟突水试验),支持自定义试验方案;记录试验参数、试样信息、试验结果,形成完整试验报告模板,一键生成标准化试验报告。











