地下工程開(kāi)挖與突水模擬試驗(yàn)裝置屬于地下工程相似材料模擬試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，專為地下工程開(kāi)挖過(guò)程中巖層受力變形、突水災(zāi)害演化規(guī)律研究設(shè)計(jì)?？稍痪珳?zhǔn)模擬不同巖層走向角度，通過(guò)剛性加載與柔性加載結(jié)合的方式復(fù)現(xiàn)上覆巖層壓力，依托突水供給單元實(shí)現(xiàn)試樣多位置、多參數(shù)可控突水模擬，搭配高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加載力、位移、水壓、流量等核心數(shù)據(jù)，為地下工程圍巖穩(wěn)定性分析、突水機(jī)理研究、災(zāi)害防控技術(shù)驗(yàn)證提供標(biāo)準(zhǔn)化、高精度試驗(yàn)平臺(tái)，解決傳統(tǒng)模擬裝備加載模式單一、突水位置不可選、數(shù)據(jù)采集精度不足等問(wèn)題。

設(shè)備組成

1.主體框架：采用高強(qiáng)度型鋼焊接而成，具備足夠剛度與穩(wěn)定性，承載試驗(yàn)全過(guò)程載荷，為各單元提供安裝基準(zhǔn)。

2.巖層角度調(diào)節(jié)單元：由伺服電機(jī)、精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、角度傳感器組成，實(shí)現(xiàn)試樣臺(tái)巖層走向角度原位精準(zhǔn)調(diào)節(jié)與鎖定。

3.法向加載單元：包含法向油缸、加載頭、力傳感器、位移傳感器，通過(guò)油缸驅(qū)動(dòng)加載頭對(duì)試樣施加剛性壓力，模擬上覆巖層靜載。

4.柔性加載單元：由柔性氣囊、氣壓控制系統(tǒng)、壓力傳感器組成，氣囊自適應(yīng)試樣上端面變形，持續(xù)施加均勻柔性壓力，貼合實(shí)際圍巖受力狀態(tài)。

5.突水供給單元：由儲(chǔ)水盒、多通道供水管路、電磁閥組、水壓傳感器、流量傳感器、增壓泵構(gòu)成，可選擇性連通儲(chǔ)水盒任意第一供水接頭，精準(zhǔn)控制供水壓力與流量，實(shí)現(xiàn)試樣頂部、底部指定位置突水模擬。

6.數(shù)據(jù)采集單元：集成多通道數(shù)據(jù)采集儀、傳感器接口模塊、信號(hào)調(diào)理模塊，實(shí)時(shí)采集各單元物理量信號(hào)，完成信號(hào)轉(zhuǎn)換、預(yù)處理與傳輸。

7.輔助單元：包括試樣安裝平臺(tái)、密封組件、排水系統(tǒng)、電氣控制柜，保障試驗(yàn)操作便捷性與設(shè)備運(yùn)行安全性。

軟件介紹

1.系統(tǒng)控制軟件：基于Windows平臺(tái)開(kāi)發(fā)，具備友好人機(jī)交互界面，可實(shí)現(xiàn)巖層角度調(diào)節(jié)、加載參數(shù)設(shè)置、突水供水參數(shù)設(shè)定、設(shè)備啟停控制等功能，支持手動(dòng)/自動(dòng)雙模式操作。

2.數(shù)據(jù)采集與處理軟件：實(shí)時(shí)同步采集加載力、位移、氣囊壓力、水壓、流量等數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)生成曲線圖表（力-位移、壓力-時(shí)間、流量-時(shí)間等）；支持?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)（Excel、TXT格式）、歷史數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)導(dǎo)出與打印；具備數(shù)據(jù)異常報(bào)警、超限保護(hù)功能，可自動(dòng)標(biāo)記試驗(yàn)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)。

3.試驗(yàn)管理軟件：可預(yù)設(shè)多種標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)流程（如分級(jí)加載突水試驗(yàn)、開(kāi)挖模擬突水試驗(yàn)），支持自定義試驗(yàn)方案；記錄試驗(yàn)參數(shù)、試樣信息、試驗(yàn)結(jié)果，形成完整試驗(yàn)報(bào)告模板，一鍵生成標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)報(bào)告。