模拟多孔位爆破条件下岩体裂缝扩展的可视化试验系统

摘要

本发明属于岩土工程试验领域，具体涉及一种模拟多孔位爆破条件下岩体裂缝扩展的可视化试验系统，旨在解决模拟试验中不能实现高低温条件下岩体多孔位爆破裂缝扩展过程可视化检测的问题；该系统包括试验舱系统、温控系统、爆破控制系统和旋转承载系统，高能加速器CT探测系统用于扫描检测爆破后试件中裂缝扩展过程；温控系统用于提供设定温度的浴液；爆破控制系统包括爆破总控装置和雷管引爆线，爆破总控装置通过雷管引爆线控制试件设定位置的多孔位爆破；旋转承载系统用于承载试验舱系统并可带动其旋转。通过本发明实现了爆破后裂缝扩展过程的可视化模拟检测。

权利要求

1.一种模拟多孔位爆破条件下岩体裂缝扩展的可视化试验系统，包括高能加速器CT探测系统，其特征在于，还包括试验舱系统、温控系统、爆破控制系统和旋转承载系统，所述高能加速器CT探测系统用于扫描检测爆破造成的试件中裂缝扩展过程；

所述试验舱系统包括箱体、加载装置、保温装置和温控承压垫板装置，所述加载装置设置于所述箱体内部，用于对试件施加围压以模拟地应力；所述保温装置设置于所述加载装置内部，用于进行试件的温度保护；所述温控承压垫板装置设置于所述保温装置内部，用于设置温控管路；

所述温控系统包括温控总控装置和温控管路；所述温控管路包括温控连接管路和温控作用管路，所述温控作用管路设置于所述温控承压垫板装置上，用于提供设定温度的浴液；

所述温控连接管路用于连通所述温控作用管路和所述温控总控装置；

所述爆破控制系统包括爆破总控装置和雷管引爆线，所述爆破总控装置通过所述雷管引爆线控制试件的多孔位爆破；

所述旋转承载系统包括转台和连接装置，所述转台设置于所述箱体的下方，所述转台周侧设置有凹槽；所述连接装置的前端固设于所述转台，后端沿着所述凹槽设置；在转台动力装置驱动下，所述连接装置可沿着所述凹槽环绕。

2.根据权利要求1所述的模拟多孔位爆破条件下岩体裂缝扩展的可视化试验系统，其特征在于，所述雷管引爆线包括多条引爆连接子线，多条所述引爆连接子线的一端捆绑成一束与所述爆破总控装置连接，另一端与设置在试件开挖断面中心处的雷管连接；

多条所述引爆连接子线包括多条预裂孔引爆子线、多条掏槽孔引爆子线、多条辅助孔引爆子线和多条周边孔引爆子线；多条所述预裂孔引爆子线呈十字形设置，用于将试件开挖断面划分成四个区域；

多条所述掏槽孔引爆子线包括第一区掏槽孔引爆子线、第二区掏槽孔引爆子线、第三区掏槽孔引爆子线和第四区掏槽孔引爆子线，所述第一区掏槽孔引爆子线、所述第二区掏槽孔引爆子线、所述第三区掏槽孔引爆子线和所述第四区掏槽孔引爆子线均阵列设置；

多条所述辅助孔引爆子线包括第一区辅助孔引爆子线、第二区辅助孔引爆子线、第三区辅助孔引爆子线和第四区辅助孔引爆子线，所述第一区辅助孔引爆子线、所述第二区辅助孔引爆子线、所述第三区辅助孔引爆子线、所述第四区辅助孔引爆子线分别设置于所述第一区掏槽孔引爆子线、所述第二区掏槽孔引爆子线、所述第三区掏槽孔引爆子线、所述第四区掏槽孔引爆子线的周侧；

多条所述周边孔引爆子线包括第一区周边孔引爆子线、第二区周边孔引爆子线、第三区周边孔引爆子线和第四区周边孔引爆子线，所述第一区周边孔引爆子线、所述第二区周边孔引爆子线、所述第三区周边孔引爆子线和所述第四区周边孔引爆子线分别设置于四个区域的外侧且所述第一区周边孔引爆子线、所述第二区周边孔引爆子线、所述第三区周边孔引爆子线和所述第四区周边孔引爆子线构成试件开挖断面的爆破闭环面。

3.根据权利要求1所述的模拟多孔位爆破条件下岩体裂缝扩展的可视化试验系统，其特征在于，所述连接装置为管汇拖链，用于容纳温控管路和雷管引爆线。

4.根据权利要求3所述的模拟多孔位爆破条件下岩体裂缝扩展的可视化试验系统，其特征在于，所述旋转承载系统还包括拖链导槽，所述拖链导槽设置于所述转台一侧，用于导引所述管汇拖链。

5.根据权利要求1所述的模拟多孔位爆破条件下岩体裂缝扩展的可视化试验系统，其特征在于，所述箱体为回字形框架结构，所述回字形框架结构的开口方向与试件中隧道方向一致；

所述加载装置为液压油缸，四个所述液压油缸分别设置于所述回字形框架结构的上侧、下侧、左侧和右侧；

所述保温装置为箱型结构，所述箱型结构上设置有穿设温控管路、雷管引爆线的通孔。

6.根据权利要求1所述的模拟多孔位爆破条件下岩体裂缝扩展的可视化试验系统，其特征在于，所述温控承压垫板装置包括第一垫板、第二垫板、第三垫板和第四垫板，所述第一垫板、所述第二垫板、所述第三垫板和所述第四垫板分别设置于试件的上侧、左侧、下侧、右侧，并且构成回字形框架结构；

所述第一垫板、所述第二垫板、所述第三垫板和所述第四垫板的外侧均开设有用于容纳温控管路的温控槽。

7.根据权利要求6所述的模拟多孔位爆破条件下岩体裂缝扩展的可视化试验系统，其特征在于，所述温控槽包括呈回折型的导槽，所述导槽包括多个相互平行的平行段以及连通相邻平行段的平直段。

8.根据权利要求7所述的模拟多孔位爆破条件下岩体裂缝扩展的可视化试验系统，其特征在于，所述温控系统包括温控动力装置和温控组件，所述温控组件设置于所述温控动力装置与所述箱体之间，用于输送预设温度浴液；

所述温控组件包括浴液输入管路、浴液输出管路和连接管路，所述连接管路的两端分别与所述浴液输入管路、所述浴液输出管路连接；

所述连接管路设置于所述温控承压垫板装置上，且所述连接管路的形状与所述温控槽的形状一致。

9.根据权利要求8所述的模拟多孔位爆破条件下岩体裂缝扩展的可视化试验系统，其特征在于，所述温控系统还包括温度传感器组件，所述温度传感器组件设置于所述温控承压垫板装置，用于检测试件周侧温度；

所述温度传感器组件与所述温控总控装置信号连接。

10.根据权利要求9所述的模拟多孔位爆破条件下岩体裂缝扩展的可视化试验系统，其特征在于，所述温控总控装置为高温泵或者低温泵。

说明书

模拟多孔位爆破条件下岩体裂缝扩展的可视化试验系统

技术领域

[0001] 本发明属于岩土工程试验领域，具体涉及一种模拟多孔位爆破条件下岩体裂缝扩展的可视化试验系统。

背景技术

[0002] 模型试验技术是研究岩土体中大型隧道工程问题的重要手段，可以定性或定量地研究隧道工程中围岩以及隧道结构的受力变形特性，试验结果能较好地反映真实的工程情
况且具有广泛的适用性，能为数值计算模型的建立提供合理的参数以及为数值模拟的结果
提供可靠对比及参考依据；现场爆破施工无法直观观测到爆破对岩体的影响范围，不能定
量对爆破作用进行评估，同时施工工程环境复杂，现场探测围岩的破裂区域和范围存在诸
多技术难题，现场爆破施工无法直观观测到爆破对岩体的影响范围，不能定量对爆破作用
进行评估。在实验室进行物理模拟试验对施工现场进行技术指导，是最安全、高效的研究方法。因此需要室内爆破法试验，对高低温条件下隧道开挖时的爆破作用范围进行可视化检
测，用以研究各种极端条件下爆破法开挖对岩体的影响。

发明内容

[0003] 为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决模拟试验中不能实现高低温条件下岩体多孔位爆破裂缝扩展过程可视化检测的问题，本发明提供了一种模拟多孔位爆破条件
下岩体裂缝扩展的可视化试验系统，包括高能加速器CT探测系统、试验舱系统、温控系统、爆破控制系统和旋转承载系统，所述高能加速器CT探测系统用于扫描检测爆破造成的试件
中裂缝扩展过程；

[0004] 所述试验舱系统包括箱体、加载装置、保温装置和温控承压垫板装置，所述加载装置设置于所述箱体内部，用于对试件施加围压以模拟地应力；所述保温装置设置于所述加载装置内部，用于进行试件的温度保护；所述温控承压垫板装置设置于所述保温装置内部，用于设置温控管路；

[0005] 所述温控系统包括温控总控装置和温控管路；所述温控管路包括温控连接管路和温控作用管路，所述温控作用管路设置于所述温控承压垫板装置上，用于提供设定温度的
浴液；所述温控连接管路用于连通连通所述温控作用管路和所述温控总控装置；

[0006] 所述爆破控制系统包括爆破总控装置和雷管引爆线，所述爆破总控装置通过所述雷管引爆线控制试件的多孔位爆破；

[0007] 所述旋转承载系统包括转台和连接装置，所述转台设置于所述箱体的下方，所述转台周侧设置有凹槽；所述连接装置的前端固设于所述转台，后端沿着所述凹槽设置；在转台动力装置驱动下，所述传动装置可沿着所述凹槽环绕。

[0008] 在一些优选实例中，所述雷管引爆线包括多条引爆连接子线，多条所述引爆连接子线的一端捆绑成一束与所述爆破总控装置连接，另一端与设置在试件开挖断面中心处的
雷管连接；

[0009] 多条所述引爆连接子线包括多条预裂孔引爆子线、多条掏槽孔引爆子线、多条辅助孔引爆子线和多条周边孔引爆子线；多条所述预裂孔引爆子线呈十字形设置，用于将试
件开挖断面划分成四个区域；

[0010] 多条所述掏槽孔引爆子线包括第一区掏槽孔引爆子线、第二区掏槽孔引爆子线、第三区掏槽孔引爆子线和第四区掏槽孔引爆子线，所述第一区掏槽孔引爆子线、所述第二
区掏槽孔引爆子线、所述第三区掏槽孔引爆子线和所述第四区掏槽孔引爆子线均阵列设
置；

[0011] 多条所述辅助孔引爆子线包括第一区辅助孔引爆子线、第二区辅助孔引爆子线、第三区辅助孔引爆子线和第四区辅助孔引爆子线，所述第一区辅助孔引爆子线、所述第二
区辅助孔引爆子线、所述第三区辅助孔引爆子线、所述第四区辅助孔引爆子线分别设置于
所述第一区掏槽孔引爆子线、所述第二区掏槽孔引爆子线、所述第三区掏槽孔引爆子线、所述第四区掏槽孔引爆子线的周侧；

[0012] 多条所述周边孔引爆子线包括第一区周边孔引爆子线、第二区周边孔引爆子线、第三区周边孔引爆子线和第四区周边孔引爆子线，所述第一区周边孔引爆子线、所述第二
区周边孔引爆子线、所述第三区周边孔引爆子线和所述第四区周边孔引爆子线分别设置于
四个区域的外侧且所述第一区周边孔引爆子线、所述第二区周边孔引爆子线、所述第三区
周边孔引爆子线和所述第四区周边孔引爆子线构成试件开挖断面的爆破闭环面。

[0013] 在一些优选实例中，所述连接装置为管汇拖链，用于容纳温控管路和雷管引爆线。

[0014] 在一些优选实例中，所述旋转承载系统还包括拖链导槽，所述拖链导槽设置于所述转台一侧，用于导引所述管汇拖链。

[0015] 在一些优选实例中，所述箱体为回字形框架结构，所述回字形框架结构的开口方向与试件中隧道方向一致；

[0016] 所述加载装置为液压油缸，四个所述液压油缸分别设置于所述回字形框架结构的上侧、下侧、左侧和右侧；

[0017] 所述保温装置为箱型结构，所述箱型结构上设置有穿设温控管路、雷管引爆线的通孔。

[0018] 在一些优选实例中，所述垫板组件包括第一垫板、第二垫板、第三垫板和第四垫板，所述第一垫板、所述第二垫板、所述第三垫板和所述第四垫板分别设置于试件的上侧、左侧、下侧、右侧，并且构成回字形框架结构；

[0019] 所述第一垫板、所述第二垫板、所述第三垫板和所述第四垫板的外侧均开设有用于容纳温控管路的温控槽。

[0020] 在一些优选实例中，所述温控槽包括呈回折型的导槽，所述导槽包括多个相互平行的平行段以及连通相邻平行段的平直段。

[0021] 在一些优选实例中，所述温控系统包括温控动力装置和温控组件，所述温控组件设置于所述温控动力装置与所述箱体之间，用于输送预设温度浴液；

[0022] 所述温控组件包括浴液输入管路、浴液输出管路和连接管路，所述连接管路的两端分别与所述浴液输入管路、所述浴液输出管路连接；

[0023] 所述连接管路设置于所述垫板组件上，且所述连接管路的形状与所述温控槽的形状一致。

[0024] 在一些优选实例中，所述温控系统还包括温度传感器组件，所述温度传感器组件设置于所述温控承压垫板装置，用于检测试件周侧温度；

[0025] 所述温度传感器组件与所述温控总控装置信号连接。

[0026] 在一些优选实例中，所述温控总控装置为高温泵或者低温泵。

[0027] 本发明的有益效果为：

[0028] 1)通过本发明提供的温控系统和爆破控制系统，可以模拟极限环境条件下隧道的爆破开挖，同时在隧道撑子面进行多孔位依次爆破，在逐步爆破的过程中，利用高能CT对试验样品进行扫描，实时检测爆破作用范围和爆破产生的缝网逐渐发展的动态过程，定量研
究高应力、高低温对爆破开挖的影响，获得爆破参数对应的岩体裂缝扩展及岩体变形状态，以得到预设爆破效果的对应设置参数，为实际施工提供可靠实验数据。

[0029] 2)通过本发明中雷管引爆线不同的设置方式，可以进行不同孔位排列方式的爆破试验，进而获得何种爆破孔布置方式更加安全、经济、效率。

[0030] 3)由于本发明可通过控制炸药量、爆心距、管道参数和管道空间位置等影响因素，充分考虑了实际工程参数的复杂性，并通过隧道结构加载试验装置实现了多种爆破孔位设置方式的模拟，可进一步揭示爆破对岩体作用的机理；同时，本发明是基于相似原理进行试验设计，为总结爆破特性和动力响应规律提供了有效试验依据和研究方法，为极限条件下
隧道的爆破快速掘进和爆破的安全防护提供可靠技术支持。

附图说明

[0031] 通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

[0032] 图1是本发明中的模拟多孔位爆破条件下岩体裂缝扩展的可视化试验系统的一种实施例的立体结构示意图；

[0033] 图2是图1中的试验舱系统的立体结构示意图；

[0034] 图3是图1中的试验舱系统中的垫板组件与温控系统中的温控管路的立体结构示意图；

[0035] 图4是本发明中雷管引爆线在试件开挖断面另一种设置方式的立体结构示意图；

[0036] 图5是本发明中的试件待爆破处设置的爆破孔位置示意图；

[0037] 图6是本发明中的试件待爆破处设置的爆破孔位置另一种实施例的示意图；

[0038] 图7是图1中的温控系统中的温控管路的立体结构示意图；

[0039] 图8是图1中的旋转承载系统的立体结构示意图；

[0040] 图9是图1中的高能加速器CT探测系统的立体结构示意图。

[0041] 附图标记说明：

[0042] 100、试验舱系统，110、箱体，120、加载装置，130、垫板组件，131，温控槽；140、试件，141、多孔位爆破面。

[0043] 200、高能加速器CT探测系统，210、CT射线源，211、射线源平台，212、射线源机架，220、CT探测器，221、探测器平台，222、探测器机架；300、旋转承载系统，310、转台，320、连接装置；400、温控系统，410、温控作用管路；500、爆破控制系统，510、雷管引爆线，520、预裂孔引爆子线，531、第一区掏槽孔引爆子线，532、第二区掏槽孔引爆子线，533、第三区掏槽孔引爆子线，534、第四区掏槽孔引爆子线，541、第一区辅助孔引爆子线，542、第二区辅助孔引爆子线，543、第三区辅助孔引爆子线，544、第四区辅助孔引爆子线，551、第一区周边孔引爆子线，552、第二区周边孔引爆子线，553、第三区周边孔引爆子线，554、第四区周边孔引爆子线，560、底边引爆子线。

具体实施方式

[0044] 下面参照附图来描述本发明的优选实施方式，本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

[0045] 本发明提供了一种模拟多孔位爆破条件下岩体裂缝扩展的可视化试验系统，包括高能加速器CT探测系统、试验舱系统、温控系统、爆破控制系统和旋转承载系统，其中，高能加速器CT探测系统用于扫描检测爆破造成的试件中岩体的变形，获得不同爆破参数下试件
中裂缝的三维扩展过程，以得到可靠的试验数据，为特殊条件下的施工提供有价值的数据；
温控系统包括温控泵和温控管路，温控泵通过温控管路的设置模拟进行岩体试件的高温或
者低温环境，即可用来模拟深部隧道所处的高低温等其它极端环境；爆破控制系统可同时
在试件中待开挖隧道撑子面进行多孔位依次爆破或者定点逐步爆破；旋转承载系统设置于
试验舱系统的下方，用于承载试验舱系统并可带动其旋转，在扫描检测过程中，旋转承载系统可配合高能加速器CT探测系统带动试验舱系统旋转，完成全面、准确的岩体试件中爆破
后岩体裂缝扩展过程的三维可视化检测，进一步地得到极端条件下不同爆破开挖参数下的
爆破作用范围、爆破产生的缝网发育扩展的动态过程、以及对岩体整体造成的影响。

[0046] 进一步地，试验舱系统包括箱体、加载装置、保温装置和温控承压垫板装置，加载装置设置于箱体内部，用于对试件施加围压以模拟地应力；保温装置设置于加载装置与岩体试件之间，用于进行试件温度保护，减少试件与外界的热量交换，提高对试件的温度控制效率；温控承压垫板装置设置于保温装置内部，用于设置温控管路，同时用来承载加载装置对岩体试件的加载，进一步的提高岩体试件受力均匀性。

[0047] 进一步地，温控系统包括温控总控装置和温控管路；温控管路包括温控连接管路和温控作用管路，温控作用管路设置于温控承压垫板装置上，用于提供设定温度的浴液；温控连接管路用于连通连通温控作用管路和温控总控装置；其中，温控总控装置可为高温泵
或者低温泵，以进行对应极限条件下温度的模拟。

[0048] 进一步地，爆破控制系统包括爆破总控装置和雷管引爆线，爆破总控装置通过雷管引爆线控制试件的多孔位爆破；旋转承载系统包括转台和连接装置，转台设置于箱体的
下方，转台周侧设置有凹槽；连接装置的前端固设于转台，后端沿着凹槽设置；在转台动力装置驱动下，传动装置可沿着凹槽环绕。

[0049] 进一步地，传动装置为管汇拖链。

[0050] 以下参照附图结合具体实施例进一步说明本发明。

[0051] 参照附图1，图示是本发明中的模拟多孔位爆破条件下岩体裂缝扩展的可视化试验系统的一种实施例的立体结构示意图；包括试验舱系统100、高能加速器CT探测系统200、旋转承载系统300、温控系统400和爆破控制系统500，其中，高能加速器CT探测系统设置于试验舱系统100的左右两侧，与待爆破开挖隧道方向垂直设置，更便于对爆破后岩体中的缝网发育、扩展过程进行全面的三维可视化检测；旋转承载系统300设置于试验舱系统100的
下方，用于承载试验舱系统100；温控系统400包括温控总控装置和温控管路，用于进行循环浴液的温度控制以模拟岩体试件所处的极限条件环境；爆破控制系统500包括爆破总控装
置和雷管引爆线，爆破总控装置通过雷管引爆线控制试件的多孔位爆破模拟。

[0052] 进一步地，温控总控装置可以为高温泵或者低温泵，以进行高温或者低温极限条件下的环境模拟。

[0053] 通过本发明中的温控系统模拟不同预设温度场环境、实验舱系统中的加载装置模拟应力场环境、爆破控制系统模拟多孔位逐步真实爆破，通过高能加速器CT探测系统对试
件进行扫描，进行爆破作用范围以及爆破产生的缝网发育扩展的动过程，得到不同设定温
度参数、爆破参数下岩体试件中的裂缝变化，为实际施工提供可靠作业数据。

[0054] 进一步地，旋转承载系统、试验舱系统、高能加速器CT探测系统设置于同一底座上，进一步提高模拟试验设置精度，提高检测效果。

[0055] 进一步地，参照附图2，图示是图1中的试验舱系统的立体结构示意图；试验舱系统包括箱体110、加载装置120、保温装置(未示出)和垫板组件(温控承压垫板装置)130，加载装置120设置于箱体110内部，优选地，加载装置为液压油缸，四个液压油缸分别设置于箱体的上、下、左和右内侧，用于对试件施加围压以模拟地应力；保温装置设置于加载装置与试件之间，用于进行试件的温度保护；垫板组件130设置于保温装置内部，用于设置温控管路；试件140设置于垫板组件内部，试件前端开设有开挖断面，即隧道撑子面，用于进行爆破模拟；开挖断面内部设置有多个孔洞，用于容纳爆破所用雷管。

[0056] 进一步地，箱体为回字形框架结构，回字形框架结构的开口方向与试件中隧道方向一致；其中，箱型结构上设置有穿设温控管路、雷管引爆线管路的通孔。

[0057] 进一步地，在本发明中，是采用箱体回字形设置以及上、下、左、右四个侧壁加载，可以减少探测系统中穿过模型箱体后的信息衰减，提高成像质量，相同射线能量下，采用相邻侧面加载而不是周侧全部加载，能实现更精确的三维检查，同时能做的试验模型尺寸更大，更符合现场实际。

[0058] 进一步地，保温装置为箱型结构，箱型结构上也设置有穿设温控管路、雷管引爆线的通孔。

[0059] 参照附图3，图示是图1中的试验舱系统中的垫板组件与温控系统中的温控管路的立体结构示意图；其中，垫板组件包括第一垫板、第二垫板、第三垫板和第四垫板，第一垫板、第二垫板、第三垫板和第四垫板分别设置于试件的上侧、左侧、下侧、右侧，并且构成回字形框架结构。

[0060] 进一步地，第一垫板、第二垫板、第三垫板和第四垫板的外侧均开设有用于容纳温控管路的温控槽131，温控槽包括呈回折型的导槽，导槽包括多个相互平行的平行段以及连通相邻平行段的平直段；为了方便观察，图中保留了部分设置于温控槽中的温控管路，温控槽的深度大于或等于温控管路的直径。

[0061] 进一步地，在试件的端面开设有隧道撑子面，即多孔位爆破面141，其上设置有多个爆破孔，用于放置雷管。

[0062] 进一步地，雷管引爆线510的一端用于与对应的孔位连接，以进行对应孔位的爆破模拟；在本实施例中，雷管引爆线包括多条引爆连接子线，引爆连接子线的一端捆绑成一束与爆破总控装置连接，另一端形成阵列形状与设置在试件开挖断面中心处的雷管连接，可
实现上+中+下的多孔位爆破，后者可实现左+右的多孔位爆破，爆破方案可根据炸药量、爆心距、管道参数和管道空间位置等影响因素进行多种方案的模拟，以得到对应设定参数下
岩体裂缝的扩展过程。

[0063] 进一步地，参照附图4和附图5，图4是本发明中雷管引爆线在试件开挖断面另一种设置方式的立体结构示意图，图5是试件待爆破处设置的爆破孔位置示意图；雷管引爆线
510包括多条引爆连接子线，多条引爆连接子线的一端捆绑成一束与爆破总控装置(爆破控
制台)连接，另一端与设置在试件开挖断面爆破孔中设置的雷管连接。

[0064] 需要说明的是，图5既是试件待爆破处设置的爆破孔位置示意图，也是雷管引爆线远离爆破总控装置的一端的引爆线的界面示意图，在本实施例中，以图5中的多个孔的位置来表示多条引爆连接子线的界面设置结构示意图，故下面以多条引爆连接子线的界面设置
结构进行描述。

[0065] 多条引爆连接子线包括多条预裂孔引爆子线520、多条掏槽孔引爆子线、多条辅助孔引爆子线和多条周边孔引爆子线；多条预裂孔引爆子线520呈十字形设置，用于将试件开挖断面划分成四个区域，其中虚线连接起来的示意孔表示同一组引爆子线。

[0066] 其中，多条掏槽孔引爆子线包括第一区掏槽孔引爆子线531、第二区掏槽孔引爆子线531、第三区掏槽孔引爆子线533和第四区掏槽孔引爆子线534，且四个区域的掏槽孔引爆子线均分别阵列设置。

[0067] 多条辅助孔引爆子线包括第一区辅助孔引爆子线541、第二区辅助孔引爆子线542、第三区辅助孔引爆子线543和第四区辅助孔引爆子线544，四个区域的辅助孔引爆子线分别对应设置于第一区掏槽孔引爆子线、第二区掏槽孔引爆子线、第三区掏槽孔引爆子线、第四区掏槽孔引爆子线的周侧。

[0068] 多条周边孔引爆子线包括第一区周边孔引爆子线551、第二区周边孔引爆子线552、第三区周边孔引爆子线553和第四区周边孔引爆子线554，四个周边孔引爆子线分别对应设置于四个区域的外侧且第一区周边孔引爆子线、第二区周边孔引爆子线、第三区周边
孔引爆子线和第四区周边孔引爆子线构成试件开挖断面的爆破闭环面。

[0069] 在本实施例中，爆破流程具体如下：

[0070] 步骤S100：通过多条预裂孔引爆子线520引爆对应的孔内雷管，将隧道撑子面分割成四块。

[0071] 步骤S200：四块区域同时爆破或者分别爆破；若分别爆破，执行步骤S300。

[0072] 步骤S300：一区引爆，1)通过第一区掏槽孔引爆子线531引爆对应孔内雷管；2)通过第一区辅助孔引爆子线541引爆对应孔内雷管；3)通过第一区周边孔引爆子线551引爆对
应孔内雷管，依次爆破完成一区爆破模拟。

[0073] 步骤S400：二区引爆，1)通过第二区掏槽孔引爆子线532引爆对应孔内雷管；2)通过第二区辅助孔引爆子线542引爆对应孔内雷管；3)通过第二区周边孔引爆子线552引爆对
应孔内雷管，依次爆破完成二区爆破模拟。

[0074] 步骤S500：三区引爆，1)通过第三区掏槽孔引爆子线533引爆对应孔内雷管；2)通过第三区辅助孔引爆子线543引爆对应孔内雷管；3)通过第三区周边孔引爆子线553引爆对
应孔内雷管，依次爆破完成三区爆破模拟。

[0075] 步骤S600：四区引爆，1)通过第四区掏槽孔引爆子线534引爆对应孔内雷管；2)通过第四区辅助孔引爆子线544引爆对应孔内雷管；3)通过第四区周边孔引爆子线554引爆对
应孔内雷管，依次爆破完成四区爆破模拟。

[0076] 需要说明的是，在每一次爆破前后，高能加速器CT探测系统依次对岩体试件中岩体裂缝的发育扩展变形过程进行三维可视化检测测；在本实施例中，掏槽孔在撑子面分布
更加均匀，有利于提高爆破效果；分区逐渐爆破设计，若第一份区域爆破效果不好，可以更改剩余区域爆破方案，避免整个撑子面整体爆破失败。

[0077] 进一步地，参照附图6，图6是试件待爆破处设置的爆破孔位置另一种实施例的示意图，还包括底边引爆子线560，在进行三区、四区爆破模拟时，对应进行底边引爆子线560的三区底孔引爆、四区底孔引爆。

[0078] 温控系统包括温控总控装置和温控管路；温控管路包括温控连接管路和温控作用管路，温控作用管路设置于温控承压垫板装置上，用于提供设定温度的浴液；温控连接管路用于连通温控作用管路和温控总控装置。

[0079] 进一步地，参照附图7，图示是图1中的温控系统中的温控管路的立体结构示意图；温控作用管路410也就是设置在试件周侧温控槽中的管路，温控作用管路的形状与温控槽
的形状设置一致，形成呈回折型的类S形形状，增大与试件的接触面积，进一步提高温控效果。温控作用管路包括第一连接管路、第二连接管路、第三连接管路和第四连接管路，分别设置于第一垫板、第二垫板、第三垫板和第四垫板的外侧的温控槽中，且连接管路的高度低于温控槽的深度；相邻的连接管路之间通过软管连接，将四块垫板内设置的管路连通；连接管路的输入管口设置于第二垫板上，输出管口设置于第三垫板上。

[0080] 进一步地，温控总控装置(温控泵)控制输出的浴液从浴液输入管路进入，经过第二垫板内的第二连接管路、第一垫板内的第一连接管路、第四垫板内的第四连接管路、第三垫板内的第三连接管路后，从浴液输出管路流出，返回温控泵，再进行制冷或者加热，依次循环低温或高温浴液达到控制四块垫板的温度，以模拟岩体试件所处的设定温度环境。

[0081] 进一步地，垫板组件中还设置有温度传感器，用于检测对应垫板的温度；温度传感器与温控泵信号连接，用于实时检测控制温度，以进行温控泵的温度设定调节。

[0082] 进一步地，温控总控装置为高温泵或者低温泵。

[0083] 参照附图8，图8是图1中的旋转承载系统的立体结构示意图；旋转承载系统包括转台310和连接装置320，转台设置于箱体的下方，转台周侧设置有凹槽；连接装置的前端固设于转台，后端沿着凹槽设置；在转台动力装置驱动下，传动装置可沿着所述凹槽环绕。

[0084] 传动装置用于容纳温控管路和雷管引爆线管路，在转台动力装置驱动下，传动装置随着连接于岩体试件上的温控管路和雷管引爆线管路沿着凹槽环绕，防止转台旋转过程
中不同管路的缠绕断裂；在本实施例中，转台的旋转是为了配合探测扫描系统对岩体试件
的扫描探测，因此，转台在动力装置的驱动下实现顺时针旋转一周或者逆时针旋转一周，即传动装置环绕凹槽一周或者退出凹槽，实现对应的检测。

[0085] 进一步地，连接装置为管汇拖链，用于容纳温控管路和雷管引爆线。

[0086] 进一步地，旋转承载系统还包括拖链导槽，拖链导槽设置于转台一侧，用于导引管汇拖链。

[0087] 优选地，转台通过电机驱动，实现角度调整自动化，具有角度调整范围广、精密高、承载大的特点；步进电机与传动件通过进口高品质弹性联轴器连接，排除空间和加工形位误差，旋转台面外圈刻度直观，标准接口，方便信号传输，手动手轮配置，电控手动均可；可选装伺服电机或步进电机，实现对模型箱体的旋转控制。

[0088] 参照附图9，图示是图1中的高能加速器CT探测系统的立体结构示意图，包括高能加速器CT射线源210、CT射线源平台211、CT射线源机架212、高能加速器CT探测器220、CT探测器平台221和CT探测器机架222，CT射线源210设置于CT射线源平台211上；CT探测器220设置于CT探测器平台221上；CT射线源平台211和CT探测器平台221的高度设置对应模型箱体
的高度，保证该探测系统能够探测整个试件爆破后裂缝扩展过程，实现对其三维形状可视
化实时监测。

[0089] 进一步地，高能加速器CT探测器还包括CT线阵探测器和CT面阵探测器，两者设置于探测器平台上，两种探测器可针对不同需求进行切换，保证最佳扫描质量；线阵探测器具有更高的成像精度，用于对试验模型的某一区域进行精细扫描，获得试验模型结构特征的
尺寸信息；面阵探测器具有更大的视野，可以对试验样品进行大范围的成像，获得试验样品中裂纹在三维空间中的分布信息。

[0090] 进一步地，高能加速器CT探测系统还包括CT探测器竖直导轨和CT探测器水平导轨；其中，CT探测器竖直导轨安装于CT探测器机架靠近箱体的内侧，通过该装置的设置可实现探测器的升降，实现CT面阵探测器和CT线阵探测器在高度方向的调整，CT探测器机架通
过该CT探测器水平导轨以及滑块连接于探测器底座，实现探测器整体装置相对于箱体的远
离或靠近运动，调整探测视野。

[0091] 在本实施例中，通过对应升降电机的控制调整射线源、探测器相对于隧道模型的不同高度，可进行针对性的局部探测。

[0092] 进一步地，升降驱动装置可为丝杆步进电机，或者是其它可实现对液管升降控制的装置均可，本实施例并不限制本发明的保护范围。

[0093] 进一步地，该可视化系统该设置有中央处理器，高能加速器CT探测系统、爆破控制系统均与中央处理器信号连接，中央处理器基于实时检测的不同区域爆破后岩体裂缝扩展过程，可实时控制调整对应爆破孔位的爆破参数，以获得对应的预设爆破效果。

[0094] 基于模拟多孔位爆破条件下岩体裂缝扩展的可视化试验系统，具体操作步骤如下：

[0095] 步骤S100，将制作好的包含岩体试件的实验舱系统固定至旋转承载系统上；预设试件的侧向加载值、预设温度以及爆破参数；其中，试件中开设有用于安装雷管的孔位；

[0096] 步骤S200，加载装置施加侧向加载值于试件，以模拟试件所受的真实地应力；

[0097] 步骤S300，启动温控泵，按照预设温度进行温控管路液体循环，并基于温度传感器的检测，以达到预设温度的环境模拟；

[0098] 步骤S400，启动爆破控制系统，按照预设爆破参数进行爆破模拟；

[0099] 步骤S500，启动高能加速器CT探测系统，通过实时CT扫描，获得每次爆破前后试件中岩体裂缝扩展过程的三维图像；

[0100] 步骤S600，爆破完成，结束试验。

[0101] 现有的山岭隧道工程掘进爆破普遍采用光面爆破技术，光面爆破技术主要采用分区分段微差爆破，以达到爆破后轮廓线符合设计要求，临空面平整规则。通常，针对隧道掌子面爆破施工主要是先爆除隧道主体开挖部位的岩体，然后在起爆布置在设计轮廓线上的
周边药包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面。而在整个隧道施工作业中，爆破开挖方法的好坏对隧道爆破开挖速度起到决定性的作用，同时，爆破后的轮廓效果(即隧道是否超欠挖)将直接影响隧道各工序的施工成本。此外，若隧道开挖过大将直接导致初支背后空
洞，而欠挖将引起衬砌厚度不足，甚至爆破后轮廓线的不平整将直接导致初支表面不平整，进而对二衬防水板的铺设造成极大的影响，导致极易造成二衬背后脱空的严重质量问题。
可见，隧道光面爆破施工技术对隧道的施工进度、施工质量、施工安全、施工成本等各方面均起到决定性作用。再者，随着高铁施工的高标准要求，传统的光爆破技术(普遍超欠挖控制在10厘米至20厘米)在施工现场已经很难满足高标准的隧道轮廓线要求(超欠挖控制在5
厘米内)，且传统的光面爆破针对整个破碎围岩很难形成光爆效果，适用性差，尤其是隧道拱肩和边墙下脚处超挖尤为严重，甚至在起爆过程中，辅助眼及掏槽爆破效果差将接连引
起周边眼起爆后对轮廓外围岩产生扰动，增加危岩掉块，安全隐患大；因此，通过本发明提供的真实爆破模拟可提供有效、可靠的爆破参数。

[0102] 虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来；本发明并不局限于文
中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

[0103] 在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0104] 此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0105] 术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。

[0106] 至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些
更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。