[发明专利]一种孔隙压力条件下测试岩石断裂韧性的实验方法

权利要求书

1.一种孔隙压力条件下测试岩石断裂韧性的实验方法，采用孔隙压力条件下测试岩石断裂韧性的实验装置，该装置包括试验机、围压腔和夹持夹具：所述试验机包括刚架(1)，该刚架(1)内安装所述围压腔，该围压腔内装有所述夹持夹具，试验机的刚架(1)上端安装刚架压头(2)，用于压紧所述围压腔，该围压腔下方的刚架(1)上还包括小车(7)，该小车(7)下方装有滑轨(8)，该滑轨(8)的数量为至少两条，至少两条滑轨(8)内侧的刚架(1)上设置液压缸(10)，该液压缸(10)内有液压轴(9)，该液压缸(10)及液压轴(9)用于将小车(7)升起或降低，当液压缸(10)及液压轴(9)处于压缩状态时，小车(7)可沿滑轨(8)滑动，液压缸(10)连接油压泵；所述围压腔包括围压筒(4)，该围压筒(4)装在围压筒底座(5)上，所述围压筒(4)包括排气孔，该排气孔连接第一阀门，围压筒底座(5)包括注液孔，该注液孔连接第二阀门，围压筒(4)与围压筒底座(5)之间通过密封圈密封，当向围压腔内注入液体时，排气孔用于排出围压腔内的气体；当需要排出围压腔内的液体时，排气孔用于泵入高压气体；所述夹持夹具包括夹持底座(11)，该夹持底座(11)上装有立柱(12)，上盖板(18)通过四根立柱(12)固定在所述夹持底座(11)上，该夹持底座(11)包括滑槽(111)，该滑槽(11 1)上设置至少一个支撑板(13)，该支撑板(13)上方安装待测试的试件(17)，下板(23)通过螺栓固定于夹持底座(11)上，上盖板(18)上设置夹具压头(19)，该夹具压头(19)穿过上盖板(18)中心的通孔，然后与待测试的试件(17)接触，其特征在于：上圈(20)通过四根定位螺栓固定于夹具压头(19)的外圆周，下板(23)上开有至少一个探针孔，该探针孔内安放有传感器，上圈(20)安装探针(22)，该探针(22)的底部插入下板(23)的探针孔中，传感器通过测量探针(22)下降距离来确定试件(17)的变形量；

所述 孔隙压力条件下测试岩石断裂韧性的实验方法包括：①.将岩石材料加工成预定尺寸的试件，对试件进行加工预制裂缝；②.将试件密封在孔压封头之间，随后将试件安放到夹持夹具中，再将夹持夹具固定在围压腔内；③.上升小车至围压筒与刚架压头贴紧并产生0.1N-0.2N的预紧力，向围压筒内注满液压油，对试件依次施加围压、孔隙压力，将围压腔内的液体加热至预定温度，按照设定的加载速率对试件加载，记录实验数据直至试件破坏；④.对试件依次撤除轴压、孔隙压力、围压，待围压腔内的液体冷却至室温时，取出试件。

2.如权利要求1所述的一种孔隙压力条件下测试岩石断裂韧性的实验方法，其特征在于：所述试件为长方体试件，试件长度不得小于76mm，试件高度为长度的一半，试件厚度为30mm。

3.如权利要求1所述的一种孔隙压力条件下测试岩石断裂韧性的实验方法，其特征在于：所述试件的预制裂纹的厚度不得大于1.5mm，预制裂纹的长度为试件高度的0.4～0.6倍。

4.如权利要求1所述的一种孔隙压力条件下测试岩石断裂韧性的实验方法，其特征在于：所述试件采用热塑管加热固定在两个孔压封头之间，孔压封头的密封槽内含有密封件，采用压紧件将密封件与热塑管压死，从而实现对试件进行密封。

5.如权利要求1所述的一种孔隙压力条件下测试岩石断裂韧性的实验方法，其特征在于：所述施加的孔隙压力应小于施加的围压。

6.如权利要求1所述的孔隙压力条件下测试岩石断裂韧性的实验方法，其特征在于：支撑板(13)上端面包括半圆形凹槽，该凹槽内设置支撑辊(14)，支撑辊(14)可在支撑板(13)的半圆形凹槽内滚动。

7.如权利要求1所述的孔隙压力条件下测试岩石断裂韧性的实验方法，其特征在于：支撑板(13)通过螺栓固定在夹持底座(11 )的滑槽(111)上。

8.如权利要求1所述的孔隙压力条件下测试岩石断裂韧性的实验方法，其特征在于：围压筒底座(5)包括定位杆(6)，围压筒(4)的底边缘包括定位孔，当围压筒(4)与围压筒底座(5)装配在一起时，定位杆(6)用于对齐围压筒(4)和围压筒底座(5)上的螺栓孔。

9.如权利要求4所述的孔隙压力条件下测试岩石断裂韧性的实验方法，其特征在于：孔压封头(15)上开有注液口( II) 与出液口( I) ，所述注液口与所述密封槽之间的间距不小于8mm，试件密封在两个孔压封头(15)之间，通过向注液口注液对试件施加孔隙压力，所述热塑管的端部位于所述注液口和所述密封槽之间的位置以便密封试件(17)，且不影响注液。