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龙图腾网获悉长安大学申请的专利用于模拟寒区隧道冻融圈围岩冻融力学行为的试验装置获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115343163B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210972980.6，技术领域涉及：G01N3/12；该发明授权用于模拟寒区隧道冻融圈围岩冻融力学行为的试验装置是由朱谭谭;宗西垒;李昂;黄达;马福旺设计研发完成，并于2022-08-15向国家知识产权局提交的专利申请。

本用于模拟寒区隧道冻融圈围岩冻融力学行为的试验装置在说明书摘要公布了：本发明公开了用于模拟寒区隧道冻融圈围岩冻融力学行为的试验装置。该装置包括一个框架、上盖板、液压系统、弹簧和刚性垫块。液压系统能够给岩石试样在三个方向施加应力，模拟隧道围岩应力状态。弹簧可以给试样提供恒刚度约束作用，模拟隧道围岩恒刚度约束边界条件。通过该装置和方法，能够在冻融循环环境下开展岩石恒刚度约束条件下的冻融循环试验，有效模拟隧道冻融圈围岩力学状态，开展恒刚度约束条件下岩石冻融物理力学行为的研究。

本发明授权用于模拟寒区隧道冻融圈围岩冻融力学行为的试验装置在权利要求书中公布了：1.一种用于模拟寒区隧道冻融圈围岩冻融力学行为的试验方法，其特征在于，所述方法采用模拟寒区隧道冻融圈围岩冻融力学行为的试验装置，所述试验装置包括框架、上盖板、液压系统、弹簧、刚性垫块； 所述框架包括第一立柱、第二立柱、第三立柱、第四立柱， 所述液压系统包括第一液压系统、第二液压系统、第三液压系统，液压系统具有自动测力功能，实时读取试样三个方向的受力； 所述框架底部安装第一液压系统，框架上不在同一直线上的两个立柱上分别安装第二液压系统、第三液压系统； 所述第一立柱、第二立柱、第三立柱、第四立柱的上部与上盖板固定连接； 所述弹簧包括第一弹簧和第二弹簧，弹簧在竖直方向为待测岩石试样提供恒刚度约束作用；第二弹簧的刚度与非冻融圈围岩的刚度相等，第一弹簧的刚度与衬砌的刚度相等； 在待测岩石试样的六个侧面均贴合有刚性垫块，刚性垫块的截面尺寸小于对应面岩石试样表面尺寸； 所述试验方法包括以下步骤： 1获得待测试岩石试样所处的非冻融圈围岩的刚度和衬砌的刚度，根据非冻融圈围岩的刚度确定第二弹簧的刚度，根据衬砌的刚度确定第一弹簧的刚度，弹簧的刚度与相应的非冻融圈围岩和衬砌的刚度相等； 2准备采集自冻融圈围岩的岩石试样； 3将三个液压系统分别安装在框架的底部支撑和两个立柱上，这两个立柱不在同一直线上，在底部支撑上连接的液压系统上安装第一弹簧； 4在第一弹簧上安装一个刚性垫块，在另外两个液压系统输出面上也均安装刚性垫块，在另外两个立柱上分别直接固定安装有刚性垫块，所有刚性垫块形成一个半封闭空间；将待测岩石试样放置在半封闭空间内，调节相应的液压系统使待测岩石试样的每个侧面均能与相应的刚性垫块贴合；之后在待测岩石试样的顶部也安装一个刚性垫块，并同时安装第二弹簧，在第二弹簧上方固定上盖板，上盖板与四个立柱的顶面固定；所述第二弹簧一端固定在刚性垫块上，另一端与上盖板接触固定；此时第二弹簧和第一弹簧处于自然伸长状态或微压缩状态； 5通过三个液压系统给岩石试样施加初始应力和边界条件，满足岩石没有开采时的状态，此时两个弹簧的轴向给予初始应力，其他两个方向为本身约束，施加初始应力，使待测岩石试样恢复到未开采时的状态，此时所有刚性垫块都与待测岩石试样和立柱紧密贴合在一起，产生约束的作用；框架与上盖板经过螺栓连接后行成反力框架，待测岩石试样在竖直方向受到两个弹簧的恒刚度约束，在其他方向有刚性垫块和液压系统的恒刚度约束； 6将安装好待测岩石试样的装置放入冻融环境中进行恒刚度约束下的冻融循环试验； 通过液压系统给岩石试样在三个方向施加应力，模拟隧道围岩的受力状态，同时模拟冻融圈围岩的初始应力状态实现三向受力。

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