[发明专利]一种用于硬岩真三轴试验的岩石试样密封方法

说明书

技术领域

本发明属于硬岩真三轴试验技术领域，特别是涉及一种用于硬岩真三轴试验的岩石试样密封方法。

背景技术

为了能够准确的反应自然应力状态下岩石的力学性质，需要通过硬岩真三轴试验为实际深部采矿过程中岩石失稳提供有效准确的试验数据，并通过试验数据指导实际生产。

在硬岩真三轴试验过程中，影响试验数据准确性的因素有许多，其中，岩石试样密封性是重要的一项，且密封性的好坏直接影响试验的成败。由于岩石试样内部存在大量的空隙和裂隙，在真三轴应力状态下，小主应力方向上受到油液油压的作用，一旦油液进入岩石试样内部，会导致孔隙间应力的变化，从而改变了岩石试样的真实有效应力，并且油液的侵入也破坏了小主应力的均匀性，从而影响到大、中主应力的应力状态；再有，油液与岩石试样直接接触后，油液会通过裂隙侵入岩石试样内部，此时岩石试样的成分可能会发生某些物理及化学变化，导致岩石试样的自身性质发生改变，从而影响到岩石试样的峰后行为，最终导致无法得到真实的峰后特性曲线和残余强度。

目前，传统的岩石试样密封方法中，承压垫块的高度与岩石试样的高度相等，再通过承压垫块将岩石试样夹紧，然后在小应力方向的岩石试样前、后表面分别涂抹密封胶，但是这种涂胶方式很容易造成涂胶层的均匀性变差，涂胶层的薄厚很难控制，油液在涂胶层的薄弱处易形成微渗；承压垫块之间在发生相对滑动时，承压垫块与岩石试样贴合处的涂胶层极易发生破裂，且在相邻两个承压垫块的接触面之间，同时在高油压状态下，根本无法实现油液的零渗透，而现有的密封方法也无法实现相邻两个承压垫块接触面之间的密封，这就导致在传统密封方法下，其试验数据均是在油液侵入岩石试样后得出的，使试验数据的准确性和可靠性大打则扣，也很能通过这些试验数据指导实际生产。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种涂胶层均匀性好、能够实现相邻两个承压垫块接触面之间的密封及试验数据准确性和可靠性高的岩石试样密封方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于硬岩真三轴试验的岩石试样密封方法，包括如下步骤：

步骤一：改造承压垫块

根据岩石试样尺寸选配承压垫块，承压垫块的厚度大于岩石试样的厚度；

在每个承压垫块的岩石试样接触面两侧边角加工凹槽倒角，凹槽倒角为圆弧形结构，圆弧的半径等于承压垫块与岩石试样厚度差值的一半；

在每个承压垫块的相邻承压垫块接触面两侧边角加工凹槽倒角，凹槽倒角为圆弧形结构，圆弧的半径等于承压垫块与岩石试样厚度差值的一半；

在相邻两个承压垫块的接触面加工阶梯槽，阶梯槽的深度小于相邻承压垫块的宽度；

步骤二：装夹定位岩石试样

将改造好的承压垫块与岩石试样进行涂胶前的装夹，装夹岩石试样前，准备一块调整垫板，调整垫板的尺寸与岩石试样的待涂胶表面的尺寸相同，调整垫板的厚度等于承压垫块与岩石试样厚度差值的一半；

将调整垫板放置在岩石试样下部，再将岩石试样连同下部的调整垫板送入夹紧装置内进行装夹，首先通过夹紧装置的外锁紧部分将承压垫块及岩石试样夹紧固定，再通过夹紧装置内锁紧部分的锁紧螺栓依次将每两个相邻的承压垫块锁紧，此时岩石试样的上、下表面与承压垫块上、下表面的距离相等；

步骤三：加装密封橡胶条

装夹完成后，需在每个阶梯槽内加装密封橡胶条，密封橡胶条的直径略大于阶梯槽的槽高；密封橡胶条的长度大于岩石试样的高度且小于承压垫块的高度；

步骤四：对岩石试样涂抹密封胶

首先从岩石试样顶端开始涂胶，涂胶范围包括岩石试样裸露在外的全部表面、每个承压垫块的凹槽倒角及阶梯槽内密封橡胶条的全部外表面；然后通过刮板刮平压实密封胶的上表面，且密封胶的上表面与承压垫块的上表面相平齐；

松开夹紧装置外锁紧部分的锁紧螺栓，然后翻转岩石试样及其外围的承压垫块，按照岩石试样顶端的涂胶步骤，开始涂抹岩石试样底端裸露在外的全部表面、每个承压垫块的凹槽倒角及阶梯槽内密封橡胶条的全部外表面；

步骤五：对密封胶进行烘干

涂胶后的岩石试样及承压垫块形成组合体，将组合体轻缓的送入恒温箱中烘干，待密封胶全部烘干完毕后，取出组合体，岩石试样涂胶密封工作全部完成。

所述密封胶选用耐油聚氨酯密封胶。

所述密封橡胶条选用丁腈橡胶条。

本发明的有益效果：