一种模拟水环境作用下岩石三轴强度及蠕变特性的试验系统及方法

文档序号:40042496发布日期:2024-11-19 14:20阅读:62来源:国知局
技术特征:

1.一种模拟水环境作用下岩石三轴强度及蠕变特性的试验系统,该系统放置于岩石力学试验系统加载平台上,其特征在于,包括压柱(1)、顶盖(5)、垫块(8)、缸体(9)、岩石样品(13)、底座(18)、声发射系统(26)、应变采集系统(27)、水压加压泵(28)、高压水管(30),所述压柱(1)设置在所述顶盖(5)中间,所述压柱(1)下部与所述垫块(8)紧密贴合,所述顶盖(5)与所述缸体(9)连接,所述岩石样品(13)放置于所述底座(18)上部,所述垫块(8)设置于所述岩石样品(13)上部,所述水压加压泵(28)与所述缸体(9)通过所述高压水管(30)连接,所述声发射系统(26)分别与所述压柱(1)、所述底座(18)连接,所述应变采集系统(27)与所述缸体(9)连接。

2.如权利要求1所述的一种模拟水环境作用下岩石三轴强度及蠕变特性的试验系统,其特征在于,所述顶盖(5)包括上部声发射探头孔(2)、高压密封圈(3)、高强度螺栓(4)、橡胶密封圈(6)、螺母(7)、排气孔(25),所述上部声发射探头孔(2)垂直设置于所述压柱(1)轴向方向,所述顶盖(5)中布置三层高压密封圈(3),所述高压密封圈(3)与所述压柱(1)之间紧密贴合,所述顶盖(5)和所述缸体(9)上部使用所述高强度度螺栓(4)和所述螺母(7)连接,所述顶盖(5)和所述缸体(9)紧密贴合处设置所述密封垫片(6),所述顶盖(5)与所述垫块(8)之间紧密贴合,所述排气孔(25)设置在顶盖(5)上部。

3.如权利要求1所述的一种模拟水环境作用下岩石三轴强度及蠕变特性的试验系统,其特征在于,所述水围压室(10)包括环向引伸计(11)、高精度数显压力表(12)、环氧树脂垫层(14)、环向引伸计导线(15)、微小型水密连接器(16)、下部声发射探头孔(17)、定位孔(19)、轴向位移计导线(20)、轴向位移计(24)、高压进水孔(21),所述水围压室(10)内部有所述垫块(8),所述垫块(8)下部放置所述岩石样品(13),所述环向引伸计(11)安装在所述岩石样品(13)中间,所述底座(18)上部设有所述轴向位移计(24),所述轴向位移计(24)上部与所述垫块(8)接触,所述高精度数显压力表(12)设置在所述缸体(9)上,所述缸体(9)中间设置有所述高压进水孔(21),所述高压进水孔(21)与高压水管(30)连接,所述缸体(9)底部与所述微小型水密连接器(16)螺纹连接,所述微小型水密连接器(16)内部和所述环向引伸计导线(15)连接,所述环向引伸计导线(15)与所述环向引伸计(11)相接,所述微小型水密连接器(16)内部和所述环向轴向位移计导线(20),所述环向轴向位移计导线(20)和轴向位移计(24)连接相接,所述底座(18)周围和所述缸体(9)底部用环氧树脂胶垫层(14)填充,填充高度与所述底座(18)上部平齐,所述下部声发射探头孔(17)垂直设置于所述底座(18)轴向方向,所述定位孔(19)设置在所述底座(18)底部中心,所述底座(18)放置于岩石力学试验系统加载平台中心。

4.如权利要求1所述的一种模拟水环境作用下岩石三轴强度及蠕变特性的试验系统,其特征在于,所述高压水管(30)包括针型高压阀门(22)、高压快速接头(23),所述针型高压阀门(22)一端与所述高压水管(30)连接,所述针型高压阀门(22)另一端与所述高压快速接头(23)连接,所述高压快速接头(23)与所述高压水管(30)连接。

5.如权利要求1所述的一种模拟水环境作用下岩石三轴强度及蠕变特性的试验系统,其特征在于,所述水压加压泵(28)包括水箱(29)、水压力表(32)、连接杆(33)、高压球阀(34)、活塞杆(35)、油缸(36)、手柄(37),所述水压加压泵(28)与所述高压水管(30)利用所述螺纹接头(31)连接,所述水压力表(32)和所述高压球阀(34)安装在所述出水管(38)上,所述出水管(38)放置在所述水箱(29)内部,所述出水管(38)与所述油缸(36)连接,所述活塞杆(35)安装在所述油缸(36)内部,所述手柄(37)和所述油缸(36)利用所述连接杆(33)连接。

6.如权利要求1所述的一种模拟水环境作用下岩石三轴强度及蠕变特性的试验系统,其特征在于,还包括上部声发射探头孔(2)/下部声发射探头孔(17)和微小型水密连接器(16),所述声发射系统(26)分别与所述上部声发射探头孔(2)、下部声发射探头孔(17)连接,所述应变采集系统(27)与所述微小型水密连接器(16)连接。

7.一种模拟水环境作用下岩石三轴强度及蠕变特性的试验方法,其特征在于,使用权利要求1-6任一项所述的模拟水环境作用下岩石三轴强度及蠕变特性的试验系统,步骤如下:

8.如权利要求7所述的一种模拟水环境作用下岩石三轴强度及蠕变特性的试验方法,其特征在于,还包括:

9.如权利要求7所述的一种模拟水环境作用下岩石三轴强度及蠕变特性的试验方法,其特征在于,步骤1中,将环向引伸计导线和轴向位移计分别与两个微小型水密连接器内部的导线连接时,利用绝缘胶套进行防水处理。

10.如权利要求7所述的一种模拟水环境作用下岩石三轴强度及蠕变特性的试验方法,其特征在于,步骤3中,试验开始前应变读数置零。


技术总结
一种模拟水环境作用下岩石三轴强度及蠕变特性的试验系统及方法,属于岩石力学试验技术领域,技术方案:设有声发射探头孔的压柱按压入带有高压密封圈顶盖中,围压室侧壁的缸体设有高精度数显压力表和高压进水孔,高压进水孔与高压水管连接,高压水管与带有水箱和油缸的水压加压泵连接,底座上设有轴向位移计和放置带环向引伸计的样品,底座下部设有声发射探头孔和微小型水密连接器,用于连接声发射系统和应变采集系统。有益效果:本发明实现静、动态条件变化下的岩石的短、长期力学性能测试,可以实时监测岩石的变形和破裂信号变化特征,施加的水环境可以为依据实际工程水配置而成的多种酸碱溶液以及微生物混合液,施加方式简单,快速和有效。

技术研发人员:唐世斌,丁顺,张永亮,张磊涛,赵中瑞,毛彦军
受保护的技术使用者:大连理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/18
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