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申请/专利权人：中南大学

摘要：本发明提供了一种隧道围岩破坏实时监测的真三轴实验装置及实验方法，涉及岩石力学与工程技术领域。该实验装置包括声发射传感组件、变形传感组件、图像采集组件和组合压力室；通过组合压头为隧道模型提供X轴、Y轴、Z轴三轴轴向压力；通过变形传感组件实时监测隧道模型的变形数据；通过声发射传感组件用于实时监测所述隧道模型的岩石破裂损伤数据；通过图像采集组件实时监测隧道模型的隧洞内壁的损伤情况。该实验方法用于实时为隧道模型提供三轴轴向压力，实时监测隧道模型的变形数据、岩石破裂损伤数据和隧洞内壁的变形破坏情况。本发明能够用于高地应力隧道围岩实时损伤及围岩变形破坏监测，实现对高地应力环境下隧道灾变机理的研究。

主权项：1.一种隧道围岩破坏实时监测的真三轴实验装置，其特征在于，包括声发射传感组件、变形传感组件、图像采集组件和可开合设置的组合压力室；在所述组合压力室内设置支撑架（1）、待监测的隧道模型（A）以及用于为隧道模型（A）提供X轴、Y轴、Z轴三轴轴向压力的组合压头；其中，X轴设置在所述隧道模型（A）的隧洞（A.1）方向的中心轴线上，Y轴设置在所述隧道模型（A）的宽度方向上，Z轴设置在所述隧道模型（A）的高度方向上；所述组合压头通过所述支撑架（1）支撑，其包括沿X轴相向设置的第一压头（2）和第二压头、沿Y轴相向设置的第三压头（3）和第四压头（4）以及沿Z轴相向设置的第五压头（5）和第六压头（6）；在所述第一压头（2）和或所述第二压头上设置所述图像采集组件；在所述第一压头（2）、所述第二压头、所述第三压头（3）、所述第四压头（4）、所述第五压头（5）和所述第六压头（6）上均设置所述声发射传感组件和所述变形传感组件；所述图像采集组件包括图像采集器（7）和照明台（8），在所述第一压头（2）和或所述第二压头上设置用于安装所述图像采集器（7）的第一安装孔（9）和设置用于安装所述照明台（8）的第二安装孔（10），所述第一安装孔（9）和所述第二安装孔（10）连通，且二者与所述隧洞（A.1）沿同一中心轴线设置，并依次远离所述隧洞（A.1）；在所述图像采集器（7）的外侧面环向间隔设置多组限位组件，每组限位组件均包括沿所述图像采集器（7）的长度方向设置的多个限位卡块（11）；在所述第一安装孔（9）的内壁面上设置与所述限位卡块（11）适配的卡槽（12）；所述限位卡块（11）与所述卡槽（12）配合设置便于调控所述图像采集器（7）的焦距，进而适应对不同尺寸的隧道模型（A）的图像采集；所述照明台（8）为环形结构，且其内壁面倾斜设置，所述照明台（8）远离所述第一安装孔（9）的一端的开口尺寸大于所述第一安装孔（9）的开口尺寸，而靠近所述第一安装孔（9）的一端的开口尺寸等于所述第一安装孔（9）的开口尺寸；还包括与所述隧洞（A.1）适配设置的环向压块（13），所述环向压块（13）设置在所述第二安装孔（10）内，且位于所述照明台（8）与所述隧洞（A.1）之间；所述环向压块（13）的内壁面倾斜设置，所述环向压块（13）靠近所述隧洞（A.1）的一端的开口尺寸等于所述隧洞（A.1）的开口尺寸，而远离所述隧洞（A.1）的一端的开口尺寸小于所述隧洞（A.1）的开口尺寸且大于所述照明台（8）的最大开口端尺寸。

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