CN115931568B - 基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于“先卸‑后锚‑再扰”的岩体真三轴试验***及方法，涉及岩体力学试验设备技术领域。其首先在真三轴实验装置上安装钻孔装置及固定岩石试样，通过真三轴实验装置的位移控制方式将σ1、σ2、σ3加载至预先设定的应力值，通过卸载σ3至0，用于模拟地下工程的开挖卸荷过程；对岩石试样进行钻孔，待钻孔过程结束后，通过锚固工况对岩石试样进行锚固处理；增加最大主应力σ1至接近锚固岩石试的峰值强度。保持此时的最大主应力，通过扰动作动器以及扰动杆对试样表面施加点扰动荷载σd，直至试样发生彻底破坏；对试验结果进行分析。本发明真实再现了深部工程岩体“先受力，后开挖，再钻孔锚固，最后扰动破坏”的受力全过程。
Description
技术领域
本发明涉及岩体力学试验设备技术领域，具体涉及一种岩体真三轴室内试验测试***及方法。
背景技术
我国浅部矿产资源趋于枯竭。未来，我国矿产资源开发将全面进入1000～2000m深度。在复杂的深部矿山开采***中，深部巷道和采场围岩不仅受到高地应力和开挖卸荷的影响，还有可能受到崩矿、落矿或相邻采场机械凿岩等外界动力扰动的影响。因此面临的是受力环境复杂，开采难度加大。地下工程的开挖势必会转移和释放围岩内部储存的部分能量。开挖卸荷后深部采场和巷道围岩受力状态的改变将导致近场围岩的强度和承载能力弱化加剧、不稳定块体增加，使得深部矿产资源开采成为极具挑战性的世界难题。
而锚杆支护技术是深部采矿等工程领域中最常用的围岩加固方式之一，室内试验又是锚杆锚固效应及机制研究的重要手段。当前对于加锚岩体力学特性试验及锚固机理研究大多是基于单轴压缩、双轴压缩及动态冲击等试验，但是对于深部多维应力环境下采动岩体锚固效应及控制机理研究尚不多见。事实上，深部矿山灾害的发生机制与深部岩体所处的真三维应力环境（三个方向的主应力大小往往并不相同）和工程开挖扰动密切相关。此外，以往岩体锚固破坏特性试验都是在施加荷载之前就已将锚固体锚固于岩样之中，而实际工程中的锚杆是在开挖卸荷之后再进行安装的，此时岩体在锚固之前不仅会受到高地应力的作用，还会受到开挖损伤的影响，在锚固之后还有可能受到外界动力扰动的作用。
由此可见，现有技术装置及方法无法再现模拟深部煤岩在复杂多变的应力变化环境，现有技术有待于进一步改进。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验***，其真实再现了深部工程岩体“先受力，后开挖，再钻孔锚固，最后扰动破坏”的受力全过程。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验***，其包括真三轴试验装置，所述的真三轴试验装置包括试验仓、加载机构及夹具组件，所述的试验仓为框体结构，其位于试验台上，在试验仓的内部放置岩石试样，所述的加载机构包括加载单元和上、下、左、右、前及后加载板；还包括扰动装置和可移动锚固支护装置，所述的扰动装置包括第一扰动机构和第二扰动机构，所述的第一扰动机构安装在位于最大主应力的上、下加载板上，所述的第二扰动机构安装在位于中间应力的前、后加载板上；
所述的第一扰动机构和第二扰动机构均包括静态作动器、扰动杆、连接杆以及扰动作动器，两个所述的静态作动器分别安装在上加载板和右加载板上，两个所述的扰动杆、连接杆以及扰动作动器分别安装在下加载板和左加载板上；所述的扰动作动器、连接杆和扰动杆依次连接，所述的扰动杆的另一端与岩石试样的表面相接触；
所述的可移动锚固支护装置包括移动机构、支撑机构以及锚固支护机构，所述的移动机构包括底座、第一导轨和第一液压缸，所述的底座的一端与试验台对齐，另一端恰好接触所述的下加载板，所述的底座与下加载板固定在一起；所述的第一导轨位于所述的底座上，且平行设置有两条，两条第一导轨均指向所述的试验仓所在方向，在所述的底座的两端设置有两条第二导轨，所述的第二导轨与所述的第一导轨方向相互垂直，在所述的第二导轨上均设置有第二滑块；
所述的支撑机构包括升降装置，在所述的升降装置的底部设置有滑动组件，所述的升降装置在所述的滑动组件的作用下，可在所述的第一导轨上平行滑动；所述的第一液压缸的一端连接在所述的滑动组件上，另一端连接在所述的第二滑块上；
所述锚固支护机构位于所述的升降装置上，用于对岩石试样进行钻孔并锚固支护。
上述的一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验***，所述的锚固支护机构包括电机和钻杆，所述的电机通过输出轴与钻杆相连接，在所述的钻杆***设置有螺旋状叶片，在所述的输出轴和钻杆的内部设置有孔道，在所述的输出轴上设置有带有进气孔的密封壳，所述的钻杆的前端设置有钻头。
上述的一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验***，在所述的电机附近的升降装置上设置有氮气瓶，通过所述的氮气瓶为所述的钻头提供氮气，用于对高速旋转的钻头进行降温。
上述的一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验***，所述的氮气瓶连接有导气管，所述的导气管的另一端与所述的进气孔连通，所述的进气孔的孔道与输出轴以及钻杆内部的孔道大小相同。
上述的一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验***，所述的夹具组件包括上夹具、下夹具、左夹具、右夹具、前夹具以及后夹具，所述的上夹具位于所述的岩石试样与上加载板之间，所述的下夹具位于所述的岩石试样与下加载板之间，所述的左夹具位于所述的岩石试样与左加载板之间，所述的右夹具位于所述的岩石试样与右加载板之间，所述的前夹具位于所述的岩石试样与前加载板之间，所述的后夹具位于所述的岩石试样与后加载板之间。
上述的一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验***，所述的滑动组件包括四个第一滑块，四个第一滑块分别安装在所述的升降装置的底部，四个第一滑块可在所述的第一导轨上朝向/背离试验仓的方向上相对滑动。
上述的一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验***，在所述的上夹具、下夹具、前夹具和后夹具上均粘贴有声发射传感器；在所述的试验仓附近安装有高速摄像机。
上述的一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验***，所述的升降装置包括上承重板、下承重板和位于二者之间的伸缩件，所述的锚固支护机构和氮气瓶位于上承重板上。
本发明的另一目的在于提供一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验方法，包括以下步骤：
步骤一、将岩石试样置于试验仓内，将声发射传感器安装于上、下、前、后夹具上，将可移动锚固支护装置与试验台固定在一起，并安装好可移动锚固支护装置；
步骤二、通过真三轴试验机向岩石试样施加应力，通过上、下加载板，即Z轴方向的最大主应力σ1增加至1MPa；同样通过前、后加载板以及左、右加载板对岩石试样，即X轴方向和Y轴方向的中间主应力σ2及最小主应力σ3增加至1MPa；随后，再采用荷载控制的方式，以一定的速度将σ1、σ2、σ3加载至预定应力值；
步骤三、保持中间主应力σ2不变，以一定的速率卸载σ3至0MPa，以再现开挖卸荷的过程，将左、右加载板即对应的夹具拆卸；
步骤四、打开锚固支护机构中电机的开关，使得钻头高速旋转，通过氮气瓶向钻头提供氮气；通过移动机构带动升降装置向岩石试样方向靠近，当靠近到一定距离进入切割阶段，钻头接触岩石试样并对其预设位置进行钻孔；待岩石试样钻孔结束后，通过控制第一液压缸使其带着钻头反方向移动并退出切割阶段；
步骤五、将环氧树脂锚固剂放入步骤四切割后的岩石试样钻孔中，再将粘贴有应变片的锚杆***岩石试样钻孔中，分别安装托盘及托盘螺母，用锚杆对环氧树脂锚固剂进行搅拌，使得锚杆与岩石试样充分粘接在一起；
步骤六、安装扰动装置，并通过扰动装置进行扰动，保持中间主应力σ2的值不变，采用位移控制的方式以一定的速率增加最大主应力σ1，至接近锚固岩石试样峰值强度，一般在峰值强度的70%-90%之间。保持此时的最大主应力，通过动态作动器对岩石试样表面施加低频的周期扰动载荷σd（即扰动应力），直至锚固岩石试样发生破坏，实验结束；
步骤七、结合试验数据以及理论知识，展开分析。
上述的一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验方法，步骤五中，锚固方式包括端锚锚固、全长锚固和柔性锚固。
与现有技术相比，本发明带来了以下有益技术效果：
本发明提出了一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验***，其包括真三轴试验装置、扰动装置和可移动锚固支护装置，通过将岩石试样放置于试验仓内，通过加载机构对其施加X轴、Y轴和Z轴方向的应力，施加应力后卸压，在卸压后通过可移动锚固支护装置对其进行钻孔和锚杆支护。
本发明考虑到地下采动岩体开挖卸荷后，会产生失稳现象，为解决这一问题需要在开挖后及时支护锚杆。因此，采用了真三轴试验装置与可移动锚固支护装置二者相互配合的方式，通过真三轴试验装置对岩体试样进行卸荷后，即可随即通过可移动锚固支护装置对其打锚杆支护，更符合实际工程背景中的及时有效支护。
另外，本发明中可移动锚固支护装置，其是结合真三轴试验装置进行使用的，如其与真三轴试验装置的试验台固定在一起，可移动锚固支护装置进行钻孔支护，该钻孔支护是在特定的受力环境下即岩石试样在卸载后失稳前对其进行支护的。
本发明一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验***及方法，真实再现了地下工程锚固岩体“三维初始静应力+卸载扰动+钻孔锚固+外界动力扰动”的受力全过程，克服了以往先锚固，后受力岩体锚固破坏特性试验的缺点；为后续研究不同锚固工况对于深部采动工程岩体的力学行为、峰值强度及损伤变形特征的影响规律提供理论基础。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明：
图1中（a）和（b）分别示出了本发明真三轴试验装置垂直于σ1和σ3平面、垂直于σ2和σ3平面方向加载扰动示意图；
图2是本发明试验***结构示意图；
图3是图2的A-A剖视图；
图4是图2的B-B剖视图；
图5至图7为三种锚固方式即端锚锚固、全长锚固、柔性锚固岩石试样示意图；
图8为基于“先卸-后锚-再扰”的方法流程图；
图中：1-上加载板、2-下加载板、3-右加载板、4-左加载板、5-后加载板、6-前加载板、7-上夹具、8-下夹具、9-右夹具，10-左夹具、11-后夹具、12-前夹具、13-岩石试样、14-静态作动器、15-扰动杆、16-连接杆、17-扰动作动器、18-真三轴试验台、19-固定板、20-输出轴、21-螺旋状叶片、22-钻杆、23-钻头、24-电机、25-进气孔、26-导气管、27-氮气瓶、28-上承重板、29-螺栓螺母、30-第一导轨、31-密封壳、32-第一滑块、33-第一液压缸、34-底座、35-第二滑块、36-制动阀、37-第二导轨、38-第二液压缸、39-锚杆、40-锚固剂、41-切槽、42-应变片、43-接线端子、44-导线、45-端托盘、46-防磨垫片、47-托盘螺母、48-让压环、49-孔道、S1-切割阶段、S2-移动阶段。
具体实施方式
本发明提出了一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验***及方法，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
结合图1至图4所示，一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验***，其包括真三轴试验装置，所述的真三轴试验装置包括试验仓、加载机构及夹具组件，加载机构用于对试验仓内的岩石试样施加载荷，所述的试验仓为框体结构，其位于试验台上，在试验仓的内部放置岩石试样13，岩石试样的尺寸为100mm×100mm×100mm立方体岩石试样。
加载机构包括加载单元和上加载板1、下加载板2、左加载板4、右加载板3、前加载板6及后加载板5；夹具组件包括上夹具7、下夹具8、左夹具10、右夹具9、前夹具12以及后夹具11，上夹具位于岩石试样与上加载板之间，下夹具位于所述的岩石试样与下加载板之间，左夹具位于所述的岩石试样与左加载板之间，所述的右夹具位于所述的岩石试样与右加载板之间，所述的前夹具位于所述的岩石试样与前加载板之间，所述的后夹具位于所述的岩石试样与后加载板之间。
作为本发明的一个主要创新点，该***还包括扰动装置和可移动锚固支护装置，所述的扰动装置包括第一扰动机构和第二扰动机构，所述的第一扰动机构安装在位于最大主应力的上、下加载板上，所述的第二扰动机构安装在位于中间应力的前、后加载板上；
所述的第一扰动机构和第二扰动机构均包括静态作动器14、扰动杆15、连接杆16以及扰动作动器17，两个所述的静态作动器分别安装在上加载板和右加载板上，两个所述的扰动杆、连接杆以及扰动作动器分别安装在下加载板和左加载板上；所述的扰动作动器、连接杆和扰动杆依次连接，所述的扰动杆的另一端与岩石试样的表面相接触。
第一扰动机构和第二扰动机构的工作原理如下：
通过扰动作动器对试样表面施加低频的周期扰动载荷，模拟开采后***（***冲击波衰减后转变为低频循环地震波）、相邻工作面采掘、出矿或机械作业对于工程围岩的动力扰动影响，直至锚固岩石试样发生破坏，实验结束。试验动力扰动参量选择上，扰动幅值的选取以试样发生破裂为准，需在试验过程中尝试与估算；扰动的频率选定1HZ、3HZ和5HZ三种；扰动方向主要是指扰动源平行于最大主应力方向还是平行于中间主应力方向施加。
可移动锚固支护装置包括移动机构、支撑机构以及锚固支护机构，所述的移动机构包括底座、第一导轨和第一液压缸，所述的底座的一端与真三轴试验台18对齐，另一端恰好接触下加载板，底座34与下加载板通过螺栓螺母29固定在一起；第一导轨30位于所述的底座上，且平行设置有两条，两条第一导轨均指向所述的试验仓所在方向，第一导轨分为两个阶段，分别为移动阶段S2和切割阶段S1，在移动阶段时，锚固支护机构在移动机构的作用下向试验仓方向滑动，在切割阶段时，即可展开进行切割工作。
在所述的底座的两端设置有两条第二导轨，所述的第二导轨37与所述的第一导轨30方向相互垂直，在所述的第二导轨上均设置有第二滑块35和制动阀36。
支撑机构包括升降装置，在升降装置的底部设置有滑动组件，所述的升降装置在所述的滑动组件的作用下，可在所述的第一导轨上平行滑动；所述的第一液压缸33一端连接在滑动组件上，另一端连接在第二滑块上；通过控制第一液压缸33来控制升降装置的滑动。
具体的，滑动组件包括四个第一滑块32，四个第一滑块分别安装在所述的升降装置的底部，四个第一滑块可在第一导轨上朝向/背离试验仓的方向上相对滑动。
升降装置包括上承重板28、下承重板和位于二者之间的伸缩件，该伸缩件也可以为第二液压缸38，通过其伸缩带动上承重板28上升或下降。
所述的锚固支护机构和氮气瓶27位于上承重板上。
锚固支护机构位于所述的升降装置上，用于对岩石试样进行钻孔并锚固支护。锚固支护机构包括电机24、锚杆39、钻杆、固定板19，锚固剂40、切槽41、应变片42、接线端子43、导线44、端托盘45、防磨垫片46、托盘螺母47、让压环48和孔道49，电机通过输出轴20与钻杆相连接，在钻杆***设置有螺旋状叶片21，在所述的输出轴和钻杆22的内部设置孔道，在所述的输出轴上设置有带有进气孔的密封壳31，所述的钻杆的前端设置有钻头23。所述的氮气瓶连接有导气管26，所述的导气管的另一端与所述的进气孔25连通，所述的进气孔的孔道与输出轴以及钻杆内部的孔道大小相同。
作为本发明的一个优选，在所述的上夹具、下夹具、前夹具和后夹具上均粘贴有声发射传感器；在所述的试验仓附近安装有高速摄像机。
优选的，锚杆的尺寸为120mm，直径为6mm高强度螺纹钢锚杆。先将环氧树脂锚固剂放入已受力的岩石钻孔中，再将应变片粘贴到螺纹钢锚杆的切槽里，通过接线端子连接两根导线。将锚杆***已受力的岩样钻孔中，分别安装尺寸为20mm×20mm×1mm金属托盘及托盘螺母，用锚杆搅拌锚固剂30s，将锚杆与岩石试样充分粘结住，采用机械式力矩扳手对托盘螺母施加预紧力矩。如图5至图7所示，选用三种锚固方式，分别为端锚锚固、全长锚固以及柔性锚固，其中端锚锚固需要在靠近锚固端处注入锚固剂（锚固剂长度约占锚杆杆体总长度的1/4-1/3），全长锚固需要在锚杆孔全长注入锚固剂，柔性锚固是指使用让压功能的锚杆进行锚固，可以通过在锚固段与托盘之间安装弹性套筒加以实现。
优选的，输出轴与钻杆之间通过螺纹连接。
螺旋叶片在钻孔过程中可以实现自动排矸，高强度螺纹钢锚杆长度比岩石试样的尺寸略大，且锚杆的直径不大于钻孔的直径。
进一步的，底座的一端与真三轴试验台对齐，另一端与下加载板接触。升降装置的承载板进入切割阶段时，钻孔装置开始对岩石试样钻孔，当接触到轨道承载底座滑块时，完全将岩石试样钻通。
优选的，高速摄像机放置位置可以清晰地记录试验过程；选择4个声发射传感器，分别贴在岩石试样最大主应力、中间主应力方向的夹具上。
进一步的，电机型号均为ACSM180-G19015数控伺服电机，不仅可以控制电机的转速，还可以控制电机的转向。
下面结合上述的一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验***对其工作方法做进一步说明。
结合图8所示，具体包括以下步骤：
第一步、首先把岩石试样置于真三轴试验机上、调整位置摆正；将夹具固定在岩石试样与加载板之间，对夹具位置进行校正。安装声发射传感器，将4个声发射传感器分别粘贴在最大主应力及中间主应力方向的夹具上，且位置靠近岩石试样。放置高速摄像机，保证其能清楚地看清试验过程。
安装可移动锚固支护装置，用螺栓螺母将底座与真三轴试验台固定，底座一端与真三轴试验台对齐，另一端恰好接触最大主应力的加载板（下加载板）。随后，将升降装置的四个滑块安装在第一导轨上，其中两个滑块分别与2个固定在底座上的第一液压缸相连。通过2个固定板和螺栓螺母将钻孔伺服电机固定在剪叉式升降装置的承重板上。然后，再将输出轴与带有螺旋叶片的钻杆螺纹连接，输出轴及钻杆的内部均设有孔道。把安装有密封壳的输出轴安装在钻孔电机上，再将钻头安装在钻杆的前端，即完成了锚固支护机构的安装。将氮气瓶安装在升降装置的承重板上，便于向切割钻头的局部降温。
第二步、通过真三轴试验机的位移控制在岩石试样的最大主应力方向，即Z轴方向进行加载，使得最大主应力σ1增加至1MPa。同样采用位移控制对岩石试样的中间主应力及最小主应力方向，即Y轴和X轴方向进行加载，使得σ2、σ3也增加至1MPa。随后，再采用荷载控制的方式，以一定的速度将σ1、σ2、σ3加载至预定应力值。
第三步、通过真三轴试验装置的载荷控制保持中间主应力σ2的值不变以一定的速率卸载σ3至0MPa，以再现开挖卸荷的过程。之后，将σ3方向的两个加载板及夹具缓慢地拆卸下来。
第四步、控制导轨及第二液压缸，使切割钻头对准岩石试样的设计钻孔位置。打开钻孔电机电源开关，使电机驱动切割钻头高速旋转，然后，打开氮气瓶的阀门，使氮气通过导气管进入进气孔，经过孔道到达切割钻头的位置。控制导轨承载底座上的两个第一液压缸，带动升降装置的滑块在两条导轨上滑动，使锚固支护机构缓缓向岩石试样靠近，当锚固支护机构滑进轨道承载底座的切割阶段时，钻头接触并且对岩石试样进行钻孔。当升降装置的下承载板接触到底座的滑块时，停止移动，此时锚固支护机构将岩石试样打通。随后，通过控制液压油缸，使其带着切割钻头反方向移动，当升降装置滑出切割阶段时，这时锚固支护机构完全退出岩石试样。当导轨承载底座上液压油缸的活塞杆完全缩回至活塞缸的缸筒时，停止运动。最后，关闭钻孔电机电源及氮气瓶阀门。
第五步，先将环氧树脂锚固剂放入已受力的岩石钻孔中，再将粘有应变片的高强度螺纹钢锚杆***已受力的岩样钻孔中，分别安装金属托盘及托盘螺母，用锚杆搅拌锚固剂30s，将锚杆与岩石试样充分粘结住，采用机械式力矩扳手对托盘螺母施加预紧力矩。
第六步、安装真三轴扰动装置，将两个静态作动器分别安装在最大主应力和中间主应力方向的加载板上，同时将两组扰动杆、连动杆、和扰动作动器分别安装在另一组最大主应力和中间主应力的加载板上，安装如图1所示。通过载荷控制方式继续保持中间主应力σ2的值不变，采用位移控制的方式以一定的速率增加σ1，至接近锚固岩石试样峰值强度，一般在峰值强度的70%-90%之间。保持此时的最大主应力，通过扰动作动器对试样表面施加低频的周期扰动载荷σd（即扰动应力）直至锚固岩石试样发生破坏，实验结束。
第七步、根据试样应力-应变曲线、声发射参数、破坏模式、碎片分布特征等对实验结果进行详细分析。
本发明中所述及的“静态作动器、扰动作动器、电机”的结构及工作原理借鉴现有技术即可实现。
本发明中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。
尽管本文中较多的使用了诸如上加载板1、下加载板2、右加载板3以及左加载板4等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
需要进一步说明的是，本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的精神所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (9)
1.一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验方法，其特征在于，其采用的岩体真三轴试验***包括真三轴试验装置、扰动装置和可移动锚固支护装置，所述的真三轴试验装置包括试验仓、加载机构及夹具组件，所述的试验仓为框体结构，其位于试验台上，在试验仓的内部放置岩石试样，所述的加载机构包括加载单元和上、下、左、右、前及后加载板；所述的扰动装置包括第一扰动机构和第二扰动机构，所述的第一扰动机构安装在位于最大主应力的上加载板和下加载板上，所述的第二扰动机构安装在位于中间应力的前加载板和后加载板上；
所述的第一扰动机构和第二扰动机构均包括静态作动器、扰动杆、连接杆以及扰动作动器，两个所述的静态作动器分别安装在上加载板和右加载板上，两个所述的扰动杆、连接杆以及扰动作动器分别安装在下加载板和左加载板上；所述的扰动作动器、连接杆和扰动杆依次连接，所述的扰动杆的另一端与岩石试样的表面相接触；
所述的可移动锚固支护装置包括移动机构、支撑机构以及锚固支护机构，所述的移动机构包括底座、第一导轨和第一液压缸，所述的底座的一端与试验台对齐，另一端恰好接触所述的下加载板，所述的底座与下加载板固定在一起；所述的第一导轨位于所述的底座上，且平行设置有两条，两条第一导轨均指向所述的试验仓所在方向，在所述的底座的两端设置有两条第二导轨，所述的第二导轨与所述的第一导轨方向相互垂直，在所述的第二导轨上均设置有第二滑块；
所述的支撑机构包括升降装置，在所述的升降装置的底部设置有滑动组件，所述的升降装置在所述的滑动组件的作用下，能在所述的第一导轨上平行滑动；所述的第一液压缸的一端连接在所述的滑动组件上，另一端连接在所述的第二滑块上；
所述锚固支护机构位于所述的升降装置上，用于对岩石试样进行钻孔并锚固支护；
所述的试验方法包括以下步骤：
步骤一、将岩石试样置于试验仓内，将声发射传感器安装于上、下、前和后夹具上，将可移动锚固支护装置与试验台固定在一起，并安装好可移动锚固支护装置；
步骤二、通过真三轴试验机向岩石试样施加应力，通过上加载板和下加载板，即Z轴方向的最大主应力σ1增加至1MPa；同样通过前加载板和后加载板以及左加载板和右加载板对岩石试样，即X轴方向和Y轴方向的中间主应力σ2及最小主应力σ3增加至1MPa；随后，再采用荷载控制的方式，以一定的速度将σ1、σ2和σ3加载至预定应力值；
步骤三、保持中间主应力σ2不变，以一定的速率卸载σ3至0MPa，以再现开挖卸荷的过程，将左、右加载板及对应的夹具拆卸；
步骤四、打开锚固支护机构中电机的开关，使得钻头高速旋转，通过氮气瓶向钻头提供氮气；通过移动机构带动升降装置向岩石试样方向靠近，当靠近到一定距离进入切割阶段，钻头接触岩石试样并对其预设位置进行钻孔；待岩石试样钻孔结束后，通过控制第一液压缸使其带着钻头反方向移动并退出切割阶段；
步骤五、将环氧树脂锚固剂放入步骤四切割后的岩石试样钻孔中，再将粘贴有应变片的锚杆***岩石试样钻孔中，分别安装托盘及托盘螺母，用锚杆对环氧树脂锚固剂进行搅拌，使得锚杆与岩石试样充分粘接在一起；
步骤六、安装扰动装置，并通过扰动装置进行扰动，保持中间主应力σ2的值不变，采用位移控制的方式以一定的速率增加最大主应力σ1，至锚固岩石试样峰值强度的70%-90%之间；保持此时的最大主应力，通过扰动作动器对岩石试样表面施加低频的周期扰动载荷σd，直至锚固岩石试样发生破坏，实验结束；
步骤七、结合试验数据以及理论知识，展开分析。
2.根据权利要求1所述的一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验方法，其特征在于：所述的锚固支护机构包括电机和钻杆，所述的电机通过输出轴与钻杆相连接，在所述的钻杆***设置有螺旋状叶片，在所述的输出轴和钻杆的内部设置有孔道，在所述的输出轴上设置有带有进气孔的密封壳，所述的钻杆的前端设置有钻头。
3.根据权利要求2所述的一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验方法，其特征在于：在所述的电机附近的升降装置上设置有氮气瓶，通过所述的氮气瓶为所述的钻头提供氮气，用于对高速旋转的钻头进行降温。
4.根据权利要求3所述的一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验方法，其特征在于：所述的氮气瓶连接有导气管，所述的导气管的另一端与所述的进气孔连通，所述的进气孔的孔道与输出轴以及钻杆内部的孔道大小相同。
5.根据权利要求3所述的一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验方法，其特征在于：所述的夹具组件包括上夹具、下夹具、左夹具、右夹具、前夹具以及后夹具，所述的上夹具位于所述的岩石试样与上加载板之间，所述的下夹具位于所述的岩石试样与下加载板之间，所述的左夹具位于所述的岩石试样与左加载板之间，所述的右夹具位于所述的岩石试样与右加载板之间，所述的前夹具位于所述的岩石试样与前加载板之间，所述的后夹具位于所述的岩石试样与后加载板之间。
6.根据权利要求1所述的一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验方法，其特征在于：所述的滑动组件包括四个第一滑块，四个第一滑块分别安装在所述的升降装置的底部，四个第一滑块能在所述的第一导轨上朝向/背离试验仓的方向上相对滑动。
7.根据权利要求5所述的一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验方法，其特征在于：在所述的上夹具、下夹具、前夹具和后夹具上均粘贴有声发射传感器；在所述的试验仓附近安装有高速摄像机。
8.根据权利要求3所述的一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验方法，其特征在于：所述的升降装置包括上承重板、下承重板和位于二者之间的伸缩件，所述的锚固支护机构和氮气瓶位于上承重板上。
9.根据权利要求1所述的一种基于“先卸-后锚-再扰”的岩体真三轴试验方法，其特征在于：步骤五中，锚固方式包括端锚锚固、全长锚固和柔性锚固。
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