[发明专利]一种岩石围压加载实验装置及实验方法

权利要求书

1.一种岩石围压加载实验装置，包括由前侧钢板（1）、左侧钢板（2）、后侧钢板（3）、右侧钢板（4）、下底钢板（5）和上盖钢板（6）围成的箱体，所述前侧钢板（1）、左侧钢板（2）、后侧钢板（3）和右侧钢板（4）固定在下底钢板（5）上，其特征在于：在所述前侧钢板（1）、左侧钢板（2）和上盖钢板（6）上各自贯穿有数个导向孔（9）和数个呈阵列分布的螺纹孔（10），所述导向孔（9）中穿入有加压内板导向螺栓（8），所述螺纹孔（10）中安装有预应力螺栓（12）；

在所述前侧钢板（1）的内侧设置有与前侧钢板（1）平行的后向加压内板（71），所述后向加压内板（71）的前面与前侧钢板（1）上加压内板导向螺栓（8）的底部固定连接并且与前侧钢板（1）上预应力螺栓（12）的底端相抵；

在所述左侧钢板（2）的内侧设置有与左侧钢板（2）平行的右向加压内板（72），所述右向加压内板（72）的左面与左侧钢板（2）上加压内板导向螺栓（8）的底部固定连接并且与左侧钢板（2）上预应力螺栓（12）的底端相抵；

在所述上盖钢板（6）的内侧设置有与上盖钢板（6）平行的下向加压内板（76），所述下向加压内板（76）的上面与上盖钢板（6）上加压内板导向螺栓（8）的底部固定连接并且与上盖钢板（6）上预应力螺栓（12）的底端相抵；

所述上盖钢板（6）的四周朝下凸出有盖沿（61），所述盖沿（61）盖在前侧钢板（1）、左侧钢板（2）、后侧钢板（3）和右侧钢板（4）的外侧，所述盖沿（61）与前侧钢板（1）、左侧钢板（2）、后侧钢板（3）和右侧钢板（4）均为可拆卸式销子连接。

2.根据权利要求1所述的一种岩石围压加载实验装置，其特征在于：所述后向加压内板（71）在所述箱体中的可移动距离大于前侧钢板（1）至右向加压内板（72）的距离；所述右向加压内板（72）在所述箱体中的可移动距离大于左侧钢板（2）至后向加压内板（71）的距离；所述下向加压内板（76）在所述箱体中的可移动距离大于上盖钢板（6）至右向加压内板（72）、后向加压内板（71）中的较小距离。

3.根据权利要求1或2所述的一种岩石围压加载实验装置，其特征在于：所述前侧钢板（1）、左侧钢板（2）、后侧钢板（3）、右侧钢板（4）、下底钢板（5）、后向加压内板（71）、右向加压内板（72）和下向加压内板（76）均为方形碳素钢板，所述前侧钢板（1）、左侧钢板（2）、后侧钢板（3）和右侧钢板（4）的底边与下底钢板（5）的侧边为坡口无缝焊接，所述前侧钢板（1）的左边与左侧钢板（2）的前边、左侧钢板（2）的后边与后侧钢板（3）的左边、后侧钢板（3）的右边与右侧钢板（4）的后边、右侧钢板（4）的前边与前侧钢板（1）的右边均为坡口无缝焊接。

4.根据权利要求3所述的一种岩石围压加载实验装置，其特征在于：所述箱体内的长、宽、高均为370mm，所述后向加压内板（71）、右向加压内板（72）和下向加压内板（76）的边长均为290mm、厚度为15mm，所述箱体的壁厚、盖沿（61）的壁厚均为20mm，所述盖沿（61）的高为30mm，所述上盖钢板（6）每边盖沿（61）上设置有三个连接销孔（11）；

所述前侧钢板（1）、左侧钢板（2）和上盖钢板（6）上的螺纹孔（10）均呈间距为60mm的4×4阵列分布，所述前侧钢板（1）上的螺纹孔（10）阵列中心位于前侧钢板（1）的右部下方且与后向加压内板（71）的中心对应，所述左侧钢板（2）上的螺纹孔（10）阵列中心位于左侧钢板（2）的后部下方且与右向加压内板（72）的中心对应，所述上盖钢板（6）上的螺纹孔（10）阵列中心位于上盖钢板（6）的右部后方且与下向加压内板（76）的中心对应，所述预应力螺栓（12）为规格是M16×1.25×100mm的外六角头全牙碳素螺栓；

所述前侧钢板（1）、左侧钢板（2）和上盖钢板（6）上均有间距为110mm且位于螺纹孔（10）阵列中心的两个导向孔（9），所述导向孔（9）距箱体内底高为150mm，所述加压内板导向螺栓（8）为规格是M12×1.25×100mm的外六角头半牙螺栓，所述加压内板导向螺栓（8）的螺纹长度为50mm。

5.根据权利要求1或2或4中任一项所述的一种岩石围压加载实验装置，其特征在于：所述上盖钢板（6）的中心处开设有一直径为20mm的穿透孔。

6.根据权利要求1或2或4中任一项所述的一种岩石围压加载实验装置，其特征在于：所述箱体的表面喷涂有防锈漆层。

7.一种利用权利要求1-6之任一项所述的岩石围压加载实验装置进行岩石围压加载实验的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

第一步，按照实验要求浇筑实验所需要的岩石试件，试件尺寸与所述岩石围压加载实验装置的尺寸匹配；

第二步，将岩石围压加载实验装置放置在一个平稳且宽敞的地方，将后向加压内板（71）和右向加压内板（72）分别通过加压内板导向螺栓（8）连接到箱体中；

第三步，将岩石试件放置到箱体的下底钢板（5）上，岩石试件与后向加压内板（71）和右向加压内板（72）完全接触，通过预应力螺栓（12）对后向加压内板（71）和右向加压内板（72）施加少量作用力，将岩石试件轻压在箱体的右后角落处；

第四步，将下向加压内板（76）通过加压内板导向螺栓（8）连接到上盖钢板（6）上，上盖钢板（6）的盖沿（61）与箱体侧壁连接锚固；

第五步，将箱体上的预应力螺栓（12）全部安装上，先用普通扳手对预应力螺栓（12）进行预紧直到螺栓底部抵到加压内板为止；

第六步，将相同的三个力矩扳手调至换算好的施加力矩，锁定，对前侧钢板（1）、左侧钢板（2）、上盖钢板（6）上三个方向的预应力螺栓（12）同步逐量施加力矩，首先对各个加压内板的四个角加载应力，然后在三个方向上同步加载其余的预应力螺栓（12）；

第七步，第一次围压加载完毕后，对岩石试件进行重复加载直至没有蠕变产生。